電動(dòng)車(chē)行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)真正的市場(chǎng)化和可持續(xù)發(fā)展，去“鈷”勢(shì)在必行。

2020年，國(guó)家延長(zhǎng)了本將停止的新能源補(bǔ)貼政策，但補(bǔ)貼的門(mén)檻變的更高了。第一、增加30萬(wàn)元補(bǔ)貼上限；第二、清算車(chē)輛必須達(dá)到10000輛以上；第三、鼓勵(lì)換電模式發(fā)展。

從補(bǔ)貼調(diào)整來(lái)看，國(guó)家很明顯是希望盡快推動(dòng)新能源車(chē)與傳統(tǒng)燃油車(chē)價(jià)格體系并軌，讓電動(dòng)車(chē)早日實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化。事實(shí)上，阻礙電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)化的因素有很多，其中續(xù)航焦慮是重中之重。從燃油車(chē)角度來(lái)看，不管什么價(jià)位的車(chē)型都不存在續(xù)航焦慮，都可以滿足基本的交通屬性。但電動(dòng)車(chē)有所不同，因?yàn)殡姵爻杀咎?，目前市面上的電?dòng)車(chē)?yán)m(xù)航與價(jià)格成正比，消費(fèi)者要想買(mǎi)到長(zhǎng)續(xù)航?jīng)]焦慮的電動(dòng)車(chē)必須拿出更多的預(yù)算，這也導(dǎo)致了很多消費(fèi)者不得不轉(zhuǎn)向購(gòu)買(mǎi)燃油車(chē)。

因此，電動(dòng)車(chē)要想實(shí)現(xiàn)真正與燃油車(chē)正面PK，首先要降低電池的成本，提升安全，解決各個(gè)價(jià)位車(chē)型的續(xù)航問(wèn)題和安全問(wèn)題。而對(duì)于電池降本和安全方面的突破，蜂巢能源給出了最新答卷。

無(wú)“鈷”落地，續(xù)航超800km。

5月18日晚，從長(zhǎng)城汽車(chē)獨(dú)立而來(lái)的蜂巢能源發(fā)布了兩款基于無(wú)鈷材料的薄片式電芯產(chǎn)品——NMX無(wú)鈷電池，預(yù)計(jì)2021年6月推向市場(chǎng)。

線上發(fā)布會(huì)，蜂巢能源董事長(zhǎng)楊紅新表示，蜂巢此次發(fā)布的兩款電芯產(chǎn)品時(shí)基于無(wú)鈷的NMX材料制造的，具有高循環(huán)壽命、高安全性和高能量密度的優(yōu)勢(shì)。

其中第一款產(chǎn)品是基于590模組的電芯設(shè)計(jì)，容量為115Ah，電芯的能量密度達(dá)到245wh/kg。該款產(chǎn)品的特點(diǎn)是在通用化電芯尺寸設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成的，能夠搭載到目前大部分新的純電平臺(tái)上，擁有出色的循環(huán)壽命和日歷壽命特性，使得這款電芯在整車(chē)端能夠?qū)崿F(xiàn)15年120萬(wàn)公里的質(zhì)保，預(yù)計(jì)在2021年6月份推向市場(chǎng)。

第二款是L6薄片無(wú)鈷長(zhǎng)電芯，容量226Ah，這款產(chǎn)品正在與汽車(chē)企業(yè)合作開(kāi)發(fā)，在先進(jìn)的矩陣式PACK設(shè)計(jì)支持下，是全球第一款可以實(shí)現(xiàn)880公里的續(xù)航里程的車(chē)型，預(yù)計(jì)可以在2021年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

去“鈷”降本，防止被卡脖子

如文章開(kāi)頭所言，降本是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)化的重要步驟，而電動(dòng)車(chē)三分之一左右的成本都在動(dòng)力電池上，其中鈷的成本一只在漲，而且供應(yīng)鏈存在很多不確定性，是電動(dòng)車(chē)行業(yè)的一大風(fēng)險(xiǎn)。

拿市場(chǎng)上主流的三元鋰電池舉例子，其中最重要成分之一就是鈷，如果你的車(chē)是NCM811電池，那么鎳鈷錳的比例就是8:1:1，其中鈷材料占據(jù)了整個(gè)電池陽(yáng)極材料的10%。

占比高還不算，隨著電動(dòng)車(chē)發(fā)展，鈷的價(jià)格一路飆升，從剛開(kāi)始的8萬(wàn)/噸漲到了最高60萬(wàn)/噸，這與電動(dòng)車(chē)降本的政策相違背。而無(wú)鈷電池的發(fā)展可以顯著降低電池成本，與NCM811相比，蜂巢能源的無(wú)鈷電池正極材料每噸只需要4.5萬(wàn)元左右，其成本只有NCM811的25%左右，降本效果顯著。

除了價(jià)格一路飆升之外，鈷的存量非常稀少，2018年探明的全球鈷金屬的總儲(chǔ)量?jī)H有710萬(wàn)噸，其中剛果（金）境內(nèi)的儲(chǔ)量約為360萬(wàn)噸，約占52%。按照目前的電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展速度，倘若不考慮回收，鈷元素將在2026年被消耗殆盡。

最后是政策影響帶來(lái)的不確定性，近年來(lái)其他國(guó)家如澳大利亞、俄羅斯和加拿大等國(guó)家逐漸制定政策，限制國(guó)內(nèi)鈷礦石出口，以及剛果（金）當(dāng)?shù)氐V廠雇傭童工行為猖獗、政治的不穩(wěn)定導(dǎo)致鈷的供應(yīng)鏈非常脆弱。

看到這里，“鈷”的重要性已經(jīng)不言而喻。所以，為了整個(gè)新能源行業(yè)的可持續(xù)性，“去鈷化”已經(jīng)成為中國(guó)乃至全世界主流動(dòng)力電池企業(yè)的新研發(fā)目標(biāo)。

有“鈷”以來(lái)，為何蜂巢能源能一馬當(dāng)先？

其實(shí)，無(wú)鈷材料的開(kāi)發(fā)在20年之前就有了。但鈷元素在正極材料中的作用巨大。首先，鈷可以減少鋰鎳混排；第二鈷可以抑制充放電過(guò)程中的相變，提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。如果減少鈷的用量，會(huì)導(dǎo)致鋰鎳混排，從而造成鋰的析出，并且無(wú)法抑制鎳的相變，降低電池的循環(huán)性能。

所以要去鈷，就必須解決鋰鎳粒子混排所導(dǎo)致的循環(huán)壽命問(wèn)題，保證電池長(zhǎng)期使用，容量不衰減，續(xù)航不打折。

這個(gè)難度是不小的，在之前，特斯拉CEO馬斯克曾表示，將在下一代電池中完全拋棄鈷，告別“帶血的電池”。但哪怕到了2020年初，特斯拉仍停留在剛宣布采用寧德時(shí)代的“無(wú)鈷電池”，落地仍遙遙無(wú)期。

松下負(fù)責(zé)電池業(yè)務(wù)的主管也在2018年表示，松下目前已經(jīng)大幅削減了鈷元素的使用量，將來(lái)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)鈷元素的零使用，現(xiàn)在也沒(méi)有動(dòng)靜。那么在諸多企業(yè)中為何蜂巢能源率先解決呢？他們又是如何解決的呢？

在發(fā)布會(huì)上楊紅新提到有三項(xiàng)技術(shù)極為關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)突破無(wú)鈷技術(shù)瓶頸的黑科技：

其一是陽(yáng)離子摻雜技術(shù)。據(jù)了解，該技術(shù)可提高材料的上限電壓，實(shí)現(xiàn)能量密度比磷酸鐵鋰提高 40% 。蜂巢采用了兩種化學(xué)鍵能更大的元素，替代鈷，摻雜到材料中。該技術(shù)減少鋰鎳混排，大幅改善了材料的穩(wěn)定性，可以在 4.3- 4.35V 電壓下穩(wěn)定工作，使能量密度提高成本降低。

其二是單晶技術(shù)。單晶與多晶相比，具有更強(qiáng)的顆粒強(qiáng)度和更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，耐壓力強(qiáng)度可以提高 10 倍。正是這種穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，為無(wú)鈷材料帶來(lái)超長(zhǎng)的使用壽命，電芯壽命可以比多晶高鎳三元高出 70%。

其三是納米網(wǎng)絡(luò)化包覆。蜂巢在無(wú)鈷材料的合成過(guò)程中采用納米網(wǎng)絡(luò)包覆技術(shù)，在單晶表面包覆一層納米氧化物，可以減少正極材料與電解液的副反應(yīng)，該技術(shù)有效的改善高電壓下的材料循環(huán)性能。

無(wú)“鈷”電池，安全性能否經(jīng)受起考驗(yàn)？

電動(dòng)車(chē)的安全問(wèn)題是消費(fèi)者最關(guān)注的問(wèn)題之一，在線上發(fā)布會(huì)期間，楊紅新表示“蜂巢疊片無(wú)鈷電池的安全性無(wú)需過(guò)分擔(dān)心，我們已經(jīng)通過(guò)了國(guó)標(biāo)和歐標(biāo)的全部安全性測(cè)試?！?/p>

同時(shí)蜂巢能源用一段視頻來(lái)顯示三元鋰電池和蜂巢無(wú)鈷電池在熱穩(wěn)定方面的對(duì)比，結(jié)果表明，蜂巢無(wú)鈷電池輕松通過(guò) 150°C的熱箱實(shí)驗(yàn)，熱穩(wěn)定方面明顯優(yōu)于三元。此外，蜂巢能源還經(jīng)過(guò)了針刺試驗(yàn)、海水浸泡、擠壓試驗(yàn)等。

無(wú)鈷電池?zé)釡y(cè)試

無(wú)辜電池穿刺測(cè)試

好馬配好鞍，好的電池也需要領(lǐng)先的生產(chǎn)制造工藝。

蜂巢能源一直在致力碟片電池的研發(fā)迭代，而“疊片”設(shè)計(jì)的電芯優(yōu)勢(shì)也非常明顯，其可以有效提高方形電芯內(nèi)部的體積空間利用率，層狀結(jié)構(gòu)可以使極片的平整度更好、應(yīng)力更均勻、膨脹變形更小。該設(shè)計(jì)可以使無(wú)鈷電芯在能量密度方面再提升 5%、循環(huán)壽命上再提升 10%。

據(jù)了解，松下、三星和寧德時(shí)代也表示將在2022年采用疊片工藝，但蜂巢已經(jīng)用上了。

楊紅新介紹說(shuō)，蜂巢能源目前已經(jīng)掌握了全球最先進(jìn)的高速疊片制造技術(shù)，未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)每秒中裝配 8 片電極的全球最高生產(chǎn)效率，而且可以實(shí)現(xiàn) 600mm 以上長(zhǎng)電芯的高速化生產(chǎn)，而且對(duì)齊度更高，更安全。

在PACK設(shè)計(jì)方面，蜂巢能源采用矩陣 PACK 設(shè)計(jì)。矩陣式結(jié)構(gòu)能夠更好地降低 PACK 非增值件的重量，在保證安全性的前提下 能夠做到 80%的成組效率(傳統(tǒng)模組的 PACK 水平在 72%，VDA 電芯 CTP 做到 75%)。

同時(shí)，矩陣式結(jié)構(gòu)還給熱管理帶來(lái)變革，改變了傳統(tǒng)電芯單一地面冷卻形式，通過(guò)上下雙層冷卻達(dá)到更精準(zhǔn)控制電池溫度的效果，相對(duì)傳統(tǒng) PACK 提升冷卻效果 40%，低溫加熱達(dá)到 60~70°C/h，溫度控制在 25~35°C之間，溫差控制在 5°C 以?xún)?nèi)。

寫(xiě)在最后：

蜂巢能源科技有限公司從2012年切入電芯研究工作，2018年從長(zhǎng)城汽車(chē)完全剝離成為一家獨(dú)立的動(dòng)力電池供應(yīng)商。

目前蜂巢能源有2200名員工，其中研發(fā)人員達(dá)到了1100名，中有350名外籍和外聘專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)。從2016年獨(dú)立以來(lái)，蜂巢能源累計(jì)投入研發(fā)29.3億元。目前蜂巢能源在中國(guó)保定、韓國(guó)、上海、印度等六個(gè)國(guó)家和地區(qū)建有七座研發(fā)基地，五個(gè)制造中心。

面向未來(lái)，蜂巢能源將致力成為行業(yè)中重要的動(dòng)力電池供應(yīng)商而前行。