未来市场占比超七成无钴电池到底凭什么？

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未来市场占比超七成无钴电池到底凭什么？

作者： admin 来源：《动力电池》杂志时间：2022-11-29

[摘要]无钴电池的现实意义并不仅仅是降成本，去钴的核心在于变被动为主动，极限降钴后可以不再受制于钴，从而降低对钴价变化的敏感性，有利于预期管理和供应链安全。当前国内电动车产能规划宏阔，不希望有任何环节阻碍产能扩张，因此发展无钴电池很有必要。

对钴酸锂电池、三元镍钴锰两类电池来说，钴的重要性不言而喻。在正极材料中添加钴不但可以抑制“镍锂混排”的现象，而且还可降低材料阻抗值、提高材料电子电导率、改善倍率性能、降低电芯内阻等。拿我们熟悉的话来说，就是可以提高电池放电电流、提高充电功率、延长电池寿命、增加电池安全。可以说钴全面地提高了两类锂电池的性能。

在新能源车席卷全球的浪潮下，三元电池的装机量也在快速增长，对于钴的需求自然水涨船高。研究表明，当前三元电池对钴的消耗占比已超过40%。然而钴作为稀缺资源，目前全球已探明的钴资源储量仅为760万吨，即使是按照2020年的开采量来计算，也仅仅只能持续50年的时间。随着动力电池逐渐迈向TWH时代，这个时间也将大大提前。

而更重要的是，全球超过六成的钴产量都出自政局不稳定的刚果（金），中国钴储量仅占全球储量的1%左右，大部分还得依赖进口，钴资源的稀缺严重威胁着国内电动车的供应链安全。同时钴材料成本在三元电池中占比较高，其价格波动直接影响到电芯成本，曾经价格跳涨至60万元/吨的钴奶奶也让电池企业苦头吃尽。行业亟待打破这样的窘境。

时至今日，无钴电池已逐步成为行业发展的大趋势。所谓无钴电池，即指正极材料中不包含钴元素的电池体系，它既包括传统磷酸铁锂、磷酸锰铁锂等电池体系，也包括蜂巢能源研发推出的层状无钴材料电池等。据蜂巢能源董事长兼CEO杨红新预测，未来在锂电产品分布中，无钴电池市场占比将超过70%。其中磷酸铁锂占比将超过60%，甚至更高。

陆续实现装车产业化提速

提起无钴电池，就不得不提蜂巢能源。这家2018年从长城汽车动力锂电池事业部分拆成立的电池企业，自成立之初就立下成为国内锂电池行业前三的宏伟目标。而为了实现这个目标，蜂巢能源采取了差异化竞争策略和技术领先型策略。不跟随大流，做差异化领域的冠军企业。这里所说的差异化，就是公司主打的是层状无钴电池，采用的是叠片工艺。

而在无钴电池的道路上，蜂巢能源也是步步为营。2020年5月，蜂巢能源正式发布首款无钴电池，成为全球首家将无钴电池产品落地的动力电池企业。为了去除电池正极材料中的钴元素，蜂巢能源向电极中掺杂无未成对的电子自旋元素，大幅提高充放电可逆性与结构的稳定性。该电池与NCM811电池的能量密度不相上下，但材料成本节约超过10%。

2021年7月，蜂巢能源无钴电池量产下线仪式举办。几乎同个时间，蜂巢能源无钴锂电池首次实现对长城欧拉樱桃猫车型的配套，并进入到去年第7批《推荐目录》，系统能量密度达172Wh/kg，工况续航超600km。2022年初，蜂巢能源无钴锂电池配套提速，配套了长城新款车型欧拉闪电猫。今年9月份，蜂巢能源无钴电池再次配套长城好猫车型。

上述可见，蜂巢能源的无钴电池已陆续实现装车，向着产业化目标加速迈进。不过也有令外界质疑的地方，那就是蜂巢能源无钴电池配套的都是长城汽车的车型。换句话说，脱身于长城汽车的蜂巢能源，这匹动力电池领域的黑马取得的成绩离不开长城的扶持。有数据显示蜂巢能源去年装机量2.36GWh，其中长城车型占比超95%，这显然是把双刃剑。

不过在蜂巢能源董事长杨红新来看，正是因为长城的支持，蜂巢能源首先避免在激烈的竞争中死掉。还得要感谢长城汽车的支持，这是不能回避的问题。很多的创新技术和产品必须先应用，先证明可行，才有扩大推广的可能性。最新消息显示，如今蜂巢能源的客户已包括吉利、零跑、哪吒、岚图、东风、小鹏、理想等，电池外供比例已经超过50%。

根据蜂巢能源能源的规划，公司将在2023年推出第二代层状无钴材料电池，预计成本与磷酸铁锂接近，续航里程可达800公里。而在磷酸铁锂电池方面，蜂巢能源推行全域短刀化战略，目前已经量产的L600磷酸铁锂短刀电池可覆盖A0至B级以上市场，同时还可以应用于储能及轻型动力市场。明年蜂巢能源还将推出能量密度195Wh/kg的短刀新品。

无钴电池的普及，既有助于全球动力电池行业摆脱对钴资源的长期依赖，同时也可以助力动力电池明显降本。因此除蜂巢能源外，无钴电池也受到其他企业追捧。如此前特斯拉明确表示将在自家车型上使用无钴电池，并称所谓的无钴电池并不代表是磷酸铁锂；宁德时代也提到，公司已经有关于无钴电池的技术储备；松下宣称将在3年内量产无钴电池。

而上述企业提到的无钴电池，显然不是指磷酸铁锂。宁德时代董事会秘书蒋理表示，宁德时代正在积极推进固态电池、无钴电池、无负极金属电池等下代电池的研发和落地。此前不久赛力斯在互动平台称，公司正与宁德时代就M3P新型电池展开合作，在实现性能和续航里程提升的同时，其不仅大幅降低了电池成本，同时减少了对钴等贵重金属的依赖。

据悉M3P电池是宁德时代基于新型材料体系研发的电池，其能量密度高于磷酸铁锂，成本优于三元电池，这也可以看作是宁德时代在无钴电池领域的重要尝试。松下电器中国区总裁赵柄弟表示，松下已经完成无钴化技术路线上的研发，对于后面的应用，松下会结合未来市场来把它往产业化方向进行导入。我们希望三年之内，将无钴化的产品推向市场。

早在四年前，特斯拉CEO马斯克就表示，旗下电动汽车电池的钴用量已不到3%，预计下代电池的钴用量会降至零。而在2020年马斯克宣布无钴电池要来了，事实证明不少特斯拉的车型被替换成了磷酸铁锂，马斯克也是一脸的无钴，话说得没有毛病。因此业内预计松下作为特斯拉重要的电池供应商，其在无钴电池方面的布局是为了迎合特斯拉要求。

对于主机厂来说，虽然在电池技术路线上有所偏好，但是不排斥任何的技术路线。前提是该技术路线在满足主机厂对于安全性的核心诉求下，平衡成本、续航、长寿命等等商业化因素。随着搭载无钴电池的整车陆续面世，代表着无钴电池各项性能得到用户认可，更多的玩家和上下游企业加入该技术路线，行业协同效应显现，无钴电池产业化必将提速。

两大阵营的博弈无钴真的靠谱？

从当前情况来看，实现无钴电池主要通过三个路径：首先就是蜂巢能源主打的层状无钴材料电池，截至目前属于是一枝独秀的存在；其次是走高镍低钴的三元电池路线，包括宁德时代主推的811电池等，将钴的用量控制在5%以内；而第三种则是对传统磷酸铁锂电池进行技术方面创新，如比亚迪的刀片电池、蜂巢能源的短刀电池、广汽的弹匣电池等。

对于第三种方式，整个行业没有太大的异议。然而在对待前两种方式时，却产生了两大不同的阵营。大家争议的焦点主要聚集在无钴电池可不可行？必不必要无钴两方面。蜂巢能源的无钴材料路线其实很清晰，在镍酸锂的基础上加锰，即镍锰电池。虽然可以实现电池无钴化，使能量密度提升。但在热稳定性、循环寿命、倍率性等方面还需要加以优化。

格林美相关负责人表示，无钴镍锰材料比容量与镍钴锂（NCM622）接近，但循环性能和倍率性能略差，材料热稳定也低于后者。蜂巢能源相关负责人曾表示，无钴材料确实存在三大隐患：层状结构不稳定、高比例锂镍混排问题；较低的倍率性能；高电压体系下循环下稳定性较差。不过他也提到，蜂巢能源已通技术和材料的创新对上述问题加以解决。

有消息称，截至今年4月蜂巢能源无钴电池已获得69项中国专利、46项国际专利，而这也意味着蜂巢能源在无钴材料的研发方面已取得重大突破。纸上得来终觉浅，如今随着蜂巢能源的无钴电池陆续实现装车，同时外供比例不断扩大，具体表现如何从搭载无钴电池车辆运行情况上总能见着端倪。而且此番成败或许将影响着国内电池未来的发展方向。

同时高镍低钴的技术路线，也被视为是实现无钴化的重要途径。早在2018年马斯克就表示旗下电动车所使用的三元电池钴元素的含量已不及5%。他同时表示，特斯拉最新的高镍电池钴含量会降至3%以下，客观上已经相对无钴。只不过，镍占比越大，正极材料热稳定性就会相应降低。当电池遇到过充、高温、外力冲击等情况时，更易引发热失控。

然而几年时间过去，特斯拉的无钴电池并没有太大进展，而特斯拉也将发展的重心转向磷酸铁锂以及4680电池，这也不禁引发业界对于三元无钴电池可行性的讨论。北京大学教授其鲁曾坦言，从材料合成结果来看，100%的镍酸锂不稳定，如果没有钴，电池衰减非常快，其化学结构也会发生变化。有钴且不少于5%的钴，才能让三元材料变得稳定。

亿维锂能董事长刘金成向更直言，无钴电池是个伪命题。为什么不用钴呢？三元电池有它结构才稳定。安全可靠是行业发展的基础，无钴技术得经过5年、10年的验证，硬上只能说很大胆；国轩高科高级副总裁徐兴无也表示，低钴811电池都还存在不少问题，暂缓使用才是明智的选择。降低能量密度对安全是有好处的，等技术真正成熟再大批量上车。

而且三元电池有没有去钴的必要？也是大家热议的话题。业内人士认为，即使未来三元正极材料朝着高镍化方向发展，但随新能源汽车销量增长和单车带电量大提升，动力电池整体用钴量仍将保持着持续增长。无钴电池的影响，预期大于实质意义。目前钴资源可以做到100%回收，不用过多担忧。钴不贵，只是作为小众金属容易被炒作，导致价格不稳。

但是就在大家对无钴电池展开激烈讨论的时候，比亚迪却默默的推出了刀片电池。从磷酸铁锂电池的的系统结构上进行了创新，事实证明比亚迪的做法是正确的。时至今日刀片电池不仅搭载于比亚迪多款车型上，而且也成为比亚迪开拓市场的重要利器。弗迪电池董事长何龙曾表示：你能想到的汽车品牌，都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案。

根据了解，刀片电池采用磷酸铁锂化学体系，电池包通过电芯与托盘、上盖进行粘连形成类蜂窝铝板的三明治坚固结构，可承受50吨重卡碾压极端测试。同时刀片电池利用形状特点提升了电池包纵向利用率，缓解磷酸铁锂能量密度先天不足的局限性，再加上无模组技术，PACK层面减少连接件数量，在成本下降30%的同时电池能量密度提升50%。

同时挤压不起火、不爆炸的特性也让刀片电池扭转了当前动力电池的市场格局，推动着磷酸铁锂电池的装机占比不断提升。由于磷酸铁锂电池同样属于无钴电池，因此有业内人士认为，比亚迪此举已经走在了特斯拉的前面。而据了解，宁德时代同样选择了基于磷酸铁锂电池发展无钴电池的技术路径。宁德时代推出的CTP技术，实现无钴且降本的目的。

为尽快摆脱资源束缚，降低电池成本，多家动力电池企业加大力度研发无钴电池。然而在中国汽车动力电池产业创新联盟王子冬副秘书长看来，当前动力电池产业链中存在的问题很多，情况非常复杂，并不是把钴去掉了，就能马上降低电池成本。他提到，现在无钴电池材料比有钴的还贵，你去买块811的电池，再去买块同品牌523电池，比较便知。

然而无钴电池的现实意义并不仅仅是降成本，去钴的核心在于变被动为主动，极限降钴后可以不再受制于钴，从而降低对钴价变化的敏感性，有利于预期管理和供应链安全。当前国内电动车产能规划宏阔，不希望有任何环节阻碍产能扩张，而钴对电动车远期产能的局限与我们的规划冲突，因此需要加大无钴电池的占比。至于具体成效，我们拭目以待。

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