什么是鈷？三元鋰電池沒鈷到底可以嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-17 11:33
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供不應(yīng)求鈷價(jià)上漲
近日，彭博新能源財(cái)經(jīng)（BNEF）發(fā)布報(bào)告預(yù)測(cè)，鈷的短缺潮可能會(huì)提前到來，這一動(dòng)力電池最昂貴材料的緊缺將在未來5～10年對(duì)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生較大的影響。數(shù)據(jù)顯示，剛果（金）的鈷產(chǎn)出占全球鈷礦的2/3，亟待發(fā)現(xiàn)新的資源產(chǎn)地。另外，不少寡頭礦產(chǎn)公司正在大量囤積鈷，導(dǎo)致鈷更加難以獲得。
BNEF一位分析師稱：“從目前的情況看，找到新的礦產(chǎn)資源還需要很長(zhǎng)時(shí)間，如果僅依靠剛果（金）的鈷資源，那么到2020年時(shí)很有可能出現(xiàn)鈷供給危機(jī)。”
寶馬集團(tuán)表示，正在大力布局電動(dòng)汽車的汽車制造商都已經(jīng)意識(shí)到供應(yīng)危機(jī)。
值得一提的是，全球最大的新能源汽車市場(chǎng)——中國，市場(chǎng)增速比預(yù)期還要快，短時(shí)間內(nèi)將出現(xiàn)一鈷難求的局面。
分析師指出，如果鈷的供應(yīng)量無法穩(wěn)步提升，鈷價(jià)還將急劇上漲，這將對(duì)電動(dòng)汽車市場(chǎng)的發(fā)展造成嚴(yán)重的影響。
數(shù)據(jù)顯示，自2016年初開始，鈷在英國倫敦交易所的價(jià)格增長(zhǎng)了270％，今年3月再創(chuàng)歷史新高。電動(dòng)汽車金屬資源集團(tuán)主管皮特·迪寧在一封郵件中表示，不管剛果（金）的政局是否會(huì)影響鈷的出口，現(xiàn)在的高價(jià)已經(jīng)充分體現(xiàn)出鈷的緊缺性。
當(dāng)前，松下一直在設(shè)法確保其在鈷市場(chǎng)中的穩(wěn)定供貨，業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，到2018年松下的鈷用量將達(dá)到近8000噸。此外，寶馬、大眾、三星SDI、LG化學(xué)等企業(yè)也都在尋求穩(wěn)定的供貨源，此前大眾和寶馬希望與鈷供應(yīng)商簽訂長(zhǎng)期合同，但進(jìn)展并不順利。
中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鈷業(yè)分會(huì)秘書長(zhǎng)徐愛東在日前舉行的中國（青海）鋰產(chǎn)業(yè)與動(dòng)力電池國際高峰論壇上特地談到了終端用戶向上游供應(yīng)商鎖資源這一話題。她說：“為了鎖住價(jià)格，很多企業(yè)要同上游供貨商簽訂長(zhǎng)達(dá)10年的合同，這一行為不太理智，雖然鈷市現(xiàn)在很熱，但是誰都不能保證現(xiàn)在就是低價(jià)。一方面價(jià)格鎖不住；另一方面，很多鈷礦業(yè)加入了‘負(fù)責(zé)任供應(yīng)鏈’體系，希望能夠?qū)崿F(xiàn)鈷行業(yè)可持續(xù)的礦產(chǎn)采購。”
高鎳低鈷大勢(shì)所趨
面對(duì)日益增加的成本，全球電池供應(yīng)商都在想方設(shè)法減少鈷在三元電池中的含量，他們更改了電池正極材料的配方比例，將三元電池中鎳鈷錳或者鎳鈷鋁的配比從6:2:2改為8:1:1。中國很多動(dòng)力電池企業(yè)也都在布局高鎳三元電池。高鎳低鈷，一方面是為了提高能量密度，另一方面是為了降低成本。
車企也在抓緊研發(fā)先進(jìn)的技術(shù)，使鈷在電池中的含量進(jìn)一步減少。目前，比亞迪計(jì)劃在今年年底前將鎳鈷錳的比例調(diào)整至8:1:1，寶馬有望在2021年也采用該配方比例。預(yù)計(jì)到2020年，該類低鈷電池將占到電動(dòng)汽車電池總量的7％，到2030年這一比例將增長(zhǎng)至57％，從而減少電池原材料對(duì)電池總價(jià)的影響。
顯然，松下顯得更為激進(jìn)，希望將鈷在三元電池中的含量降至零。
松下汽車電池部門的負(fù)責(zé)人田村堅(jiān)表示：“我們已經(jīng)大大降低了鈷在電池中的含量，鈷在三元電池中的比例已經(jīng)降到3％，現(xiàn)在我們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)無鈷化，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在研發(fā)當(dāng)中。”
作為特斯拉Model 3獨(dú)家電池供應(yīng)商，目前松下在美國內(nèi)華達(dá)州的超級(jí)工廠中生產(chǎn)電池。松下汽車業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人伊藤吉郎談到，除了在電池技術(shù)上盡量減少鈷的用量以外，松下還積極同鈷的供應(yīng)商進(jìn)行協(xié)商，希望可以簽訂長(zhǎng)期穩(wěn)定的供應(yīng)合同，“從而使公司避免因原材料價(jià)格的飆升而遭遇風(fēng)險(xiǎn)。”
5月初，特斯拉宣布其Model 3安裝的電池已經(jīng)極大地降低了鈷的含量，與此同時(shí)提高了鎳的含量，從而達(dá)到了有史以來最高的能量密度，并且實(shí)現(xiàn)了超強(qiáng)的耐熱性。日前，特斯拉CEO馬斯克在社交媒介上表示，在特斯拉Model 3的電池中，含鈷量已經(jīng)降到不到3％。他們將繼續(xù)改進(jìn)技術(shù)，爭(zhēng)取在下一代電池中完全拋棄鈷，改變“帶血的電池”的名聲。
無鈷短期內(nèi)不太可能
除了降低鈷在電池中的比例，對(duì)鈷進(jìn)行回收也是一個(gè)解決方案。根據(jù)BNEF的報(bào)告，目前對(duì)鈷的回收率僅為25％～50％，如果可以將所有乘用車電池中的鈷進(jìn)行回收，那么到2030年，預(yù)計(jì)每年通過回收鈷的總量將達(dá)到10萬公噸。目前，包括三星SDI和寶馬等在內(nèi)的企業(yè)都在積極探索從手機(jī)和汽車電池中對(duì)鈷進(jìn)行回收。但無論是降低電池中鈷的含量還是對(duì)鈷進(jìn)行回收，都只能緩解一時(shí)的困境，并無法真正解決供應(yīng)難題。
那么無鈷電池真的可行嗎？作為鋰電池的重要原料之一，鈷能夠明顯提升鋰電池的能量密集度。為了替代鈷，電池廠商往往會(huì)增加鎳的使用量，以提升電池的能量密度。但鎳的使用量增加之后，會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的電極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，進(jìn)而影響到電池循環(huán)壽命和安全性。
一些行業(yè)人士認(rèn)為，目前車企和電池供應(yīng)商只是降低了鈷在三元電池材料中的配比，但目前鈷尚無法替代。
“從鋰電池的技術(shù)來講，在鎳鈷錳的比例為8:1:1時(shí)，電池能量密度達(dá)到300瓦時(shí)/公斤已經(jīng)可以清晰地看到‘天花板’，可能未來10年都無法突破。”寧波杉杉股份有限公司副總裁孫曉東在鋰產(chǎn)業(yè)與動(dòng)力電池國際高峰論壇上如是說。
不少業(yè)內(nèi)人士也表示，盡管很多電池供應(yīng)商都在降低鈷的使用量，但大部分廠商并未實(shí)現(xiàn)8:1:1技術(shù)路線在量產(chǎn)中的應(yīng)用，至于無鈷電池的上市時(shí)間，恐怕就更為久遠(yuǎn)了。
徐愛東對(duì)此也表示：“事實(shí)上，目前8:1:1三元電池產(chǎn)量不到總體的10％，因?yàn)樵诮党杀镜耐瑫r(shí)電池企業(yè)也要考慮安全問題。”她認(rèn)為，從戰(zhàn)略角度來看，高鎳低鈷肯定是發(fā)展方向，但短期內(nèi)鈷還是無法替代。
一方面，配方比例改變給電池封裝方式帶來挑戰(zhàn)，而目前鋰電池還是以圓柱封裝方式為主，軟包和方形技術(shù)還不成熟；另一方面，電動(dòng)汽車要降低成本，實(shí)現(xiàn)發(fā)展，還是要以保證安全和質(zhì)量為前提。“不能一味追求降成本而倉促上馬。
