特斯拉的“無(wú)鈷電池”引發(fā)了全行業(yè)的猜想。
事實(shí)上，無(wú)鈷電池并不是新名詞。在三元鋰電池規(guī)模應(yīng)用乘用車(chē)，并不斷朝高鎳化發(fā)展時(shí)，行業(yè)對(duì)無(wú)鈷電池的深入研究就早已啟動(dòng)。
高工鋰電獲悉，無(wú)鈷電池主要指高鎳三元無(wú)鈷電池，具體是鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰的三元正極材料鋰電池，用摻雜、包覆等方式，變成三元低鈷或者由鎳鈷錳轉(zhuǎn)成鎳X錳或者鎳XY。
高鎳三元無(wú)鈷電池和按鎳鈷錳或鎳鈷鋁三種元素含量劃分的333、532、622、811等電池相比，差異就是鈷含量的高低。
當(dāng)然高鎳三元無(wú)鈷電池，并不是真的不含鈷，而是含量很低，不會(huì)因?yàn)殁捄渴コ杀緝?yōu)勢(shì)。
關(guān)于三元高鎳無(wú)鈷電池研究，據(jù)高工鋰電了解，國(guó)內(nèi)鎳含量最高可達(dá)93%，鈷含量最低到4%。日韓電池企業(yè)的三元高鎳無(wú)鈷電池技術(shù)相對(duì)更靠前一些，其鈷含量更低，但并沒(méi)有做到完全無(wú)鈷化。
以三元高鎳體系為主的大前提下，有松下、LG、寧德時(shí)代、比亞迪、中航鋰電、蜂巢能源等動(dòng)力電池企業(yè)，都在將低鈷及無(wú)鈷化電池作為下一代動(dòng)力電池的研發(fā)方向。
目前市場(chǎng)量產(chǎn)的高鎳三元無(wú)鈷電池，大部分以寧德時(shí)代的NCM811電池為主，其鈷含量在8%-10%之內(nèi)。
預(yù)計(jì)三到五年內(nèi)，鈷含量會(huì)繼續(xù)降到5%左右，然而鈷是影響電池倍率等性能的關(guān)鍵，接下來(lái)再無(wú)鈷化，難度將增加，要有一定的技術(shù)突破才行。
去年，蜂巢能源就表示，其研發(fā)的無(wú)鈷電池材料，性能可以達(dá)到NCM811同等水平，并且整體成本會(huì)降5%-10%，電芯BOM成本可以降低約5%，且原材料不受戰(zhàn)略資源影響。預(yù)計(jì)2020年第三季度將實(shí)現(xiàn)無(wú)鈷電芯的SOP。
無(wú)鈷化關(guān)鍵技術(shù)有兩個(gè)。一是摻雜無(wú)未成對(duì)的電子自旋的特定元素，減弱電子超交換的現(xiàn)象，降低Li/Ni混排，提高電性能；二是摻雜M-O鍵能大的元素，減緩晶體在充放電過(guò)程的體積變化，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高循環(huán)壽命和安全性。
盡管存在難度，但高鎳三元電池朝無(wú)鈷化前進(jìn)，是產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
一方面無(wú)鈷可以大幅度降低電池材料成本。另一方面高鎳三元電池的體積和重量能量密度高，能滿足新能源汽車(chē)對(duì)電池性能越來(lái)越高的要求。
從產(chǎn)業(yè)化角度來(lái)看，高鎳三元無(wú)鈷電池面臨的問(wèn)題主要是材料研發(fā)和電池制造以及配套使用體系。
材料研發(fā)上，跟傳統(tǒng)的三元正極523、622、811相比，高鎳無(wú)鈷鋰電池的安全性、充電倍率，循環(huán)次數(shù)方面，材料提升難度大。
電池制造上，除了技術(shù)實(shí)現(xiàn)上存在現(xiàn)實(shí)瓶頸，成本優(yōu)勢(shì)短期內(nèi)也并不明顯。
因此，能否真正成為市場(chǎng)主流，眼下來(lái)看，得看頭部電池企業(yè)未來(lái)的推動(dòng)情況。
