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三元锂电池"无钴化"技术已成为未来的发展方向?

2021-09-14 06:34:42

众所周知三元动力锂电池里面是有“钴”这种金属的,在三元动力锂电池的技术发展中,“无钴化”和“少钴化”是一个重要趋势。其主要原因是成本价格,“钴”是一种非常昂贵的金属。如果能做到“无钴化”的话,电池和整车的成本就能降低,也能加快产品的普及,加快新能源行业发展。

 

一、三元动力锂电池“无钴化”背景
 

1、降低电池的成本。出于环保的考虑,近年来新能源蓬勃发展。一是逐步淘汰耗油型汽车成为新能源汽车,再做好新能源汽车的加工改造工作,使其成为新能源的领头羊。新能源计划的无钴电池在汽车工业之中受到高度赞扬,因为钴是电动汽车之中最昂贵的金属原材料之一。成本问题一直是新能源汽车市场发展的绊脚石。作为核心成本的“动力锂电池”一直被寄予尽快降低成本的希望。降低钴的比例和含量之后,整车成本将相应降低。钴价波动对公司的影响也将减弱。“不安”企业开始从主动转向被动,这将有助于推动新能源汽车市场的发展。

 

二、目前三元动力锂电池“无钴化”技术瓶颈
 

同时,基于成本、技术成熟、使用寿命和安全性等优势,无钴磷酸铁锂电池也是无钴动力锂电池的重要方法之一。但是,由于能量密度相对较低的缺点,其动力锂电池技术需要升级。虽然“无钴”是三元动力锂电池技术的发展方向,领先的公司毫不犹豫地在未来的科技之上投入巨资,但真正实现“无钴”还有很长的路要走,因为到目前为止,还没有稳定的材料替代钴。目前的动力锂电池只能尽可能减少钴的消耗,在未来两三年之内无法完全去除钴。事实上,越来越多的公司正在铺设镍钴锰铝四元锂离子电池,而这一技术路线正迎来衰退时刻的“第二春”。

 

三、“无钴”已成为三元动力锂离子电池技术发展方向的原因
 

1、一直以后,钴的价格波动对三元锂离子电池市场影响很大。随着今年疫情的恶化,重要的钴生产国刚果不得不采取封锁措施,这对中国钴原料的进口产生了很大的不利影响。低钴和无钴电池即将成为下一代动力锂电池的发展方向,原因在于市场的诞生。

2、目前,新能源汽车有两条重要的技术路线,一条是三元电池,另一条是磷酸铁锂电池;前者能量密度高,耐力强;后者安全性好,成本低。三元电池有两种模式:镍钴铝和镍钴锰。钴是一种重要的元素,用于稳定材料的层状结构,改善材料的循环和速率性能。它是三元电池之中不可缺少的贵金属。

3、近年来,三元动力锂电池的发展是一个加镍减钴的过程。NCM的比例从532到622再到811,钴含量一直在下降。其中,宁德时代生产的ncm811电池钴含量在8%-10%间。特斯拉电池的正极材料为NCA,其钴含量小于3%。如果该行业在未来进一步发展到高镍,钴的含量将会降低。

4、虽然目前电池的高镍低钴趋势一方面满足了公司降低成本的需要,另一方面,高镍低钴可能导致电池过热,容易引起燃烧,影响其安全性。因此,为了在未来实现无钴化,难度将加大,必须有一定的技术突破。有人认为,任何取代钴电池材料的新技术都将在10年之内出现,而现在新能源汽车的崛起要比无钴技术的研发快得多。以“除钴”为目标的“高镍低钴”三元锂离子电池和技术升级的磷酸铁锂电池都为三元动力锂离子电池技术路线的发展带来了希望。随着用户里程要求的不断提高,高镍低钴是锂离子电池发展的必然趋势,但“钴”仍然是三元动力锂电池在短时间之内无法替代的重要金属材料。即将发布的新型刀片式电池和新型无钴电池可能带来新的颠覆。最重要的是技术和成本。

 

综上所述,“无钴化”确实是三元动力锂电池技术的发展趋势,不管是出于降低成本考虑,还是出于保障生产链安全考量。三元动力锂电池技术“无钴”、“少钴”的技术研发任重道远,未来可期!到时候,大家就能用上更便宜更实惠的三元动力锂电池。

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