曾被業(yè)界視為最難搞的無鈷電池，成了！

5月18日，脫胎于長城汽車的動力電池制造商——蜂巢能源，正式發(fā)布兩款新型無鈷電池。

話不多說，直接上產(chǎn)品。

第一款，是基于590模組的電芯設(shè)計，容量為115Ah，電芯能量密度達(dá)到245wh/kg。

特點(diǎn)是，能夠搭載到目前大部分新的純電平臺上，出色的循環(huán)壽命和日歷壽命特性，使這款電芯在整車端能夠?qū)崿F(xiàn)：

15年120萬公里的質(zhì)保。

計劃2021年6月份推向市場。

第二款，是L6薄片無鈷長電芯，容量226Ah。

特點(diǎn)是，在先進(jìn)的矩陣式PACK設(shè)計支持下，將成為全球第一款可以實現(xiàn)：

880公里的續(xù)航里程車型。

880公里意味著什么？

按照日常通勤80公里估算，880公里的續(xù)航每月只需充電三次就可以滿足通勤需求，解決了充電難的焦慮。

預(yù)計2021年下半年實現(xiàn)量產(chǎn)。

這兩款電芯的發(fā)布，標(biāo)志著無鈷電池正式進(jìn)入落地階段，將成為電動汽車實現(xiàn)對燃油車終極超越的戰(zhàn)略武器。

為什么要搞無鈷電池？

作為動力電池正極材料中的重要元素之一，鈷不但可以穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，而且還可以提高材料的循環(huán)和倍率性能。

優(yōu)勢的確不少，但成本也很高。

純電動汽車的生產(chǎn)成本中，動力電池占3~4成，而動力電池中正極材料所使用的鈷等主要原料的成本超過1成。從用于正極材料的各種材料比重來看，鈷被認(rèn)為占到2成左右。

同時，鈷在地球上含量很低，豐度僅為0.0025%，主要集中在剛果（金）、澳大利亞、古巴、新喀里多尼亞、贊比亞和俄羅斯，分布極其不均。

而剛果（金）是全球最大的鈷生產(chǎn)國，全球52%左右的鈷供應(yīng)都來自這里。

隨著新能源汽車的迅猛發(fā)展，鈷的需求量也將持續(xù)激增。如果不考慮回收，2026年以后，鈷將供不應(yīng)求。

鈷元素的日益緊俏和價格波動，將直接影響動力電池成本，甚至是電動汽車的長遠(yuǎn)發(fā)展。

《電動公會》查了一下，鈷的價格從2016年的12萬元/噸一度飆升至2018年底的60萬元/噸。隨著國內(nèi)鈷量產(chǎn)的提升，價格方才回落。

最新數(shù)據(jù)顯示，鈷的價格維持在24萬元/噸左右，但這也比三年前貴了兩倍多。

面對日益增加的成本，全球電池供應(yīng)商都在想方設(shè)法減少鈷在動力電池中的含量，他們開始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5:2:3改為6:2:2，再從6:2:2改為8:1:1，直到近兩年掀起了一場“去鈷”大戰(zhàn)。

2018年，松下汽車電池業(yè)務(wù)高管田村健二就曾表示，松下已經(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％，我們的目標(biāo)是實現(xiàn)無鈷化，這項技術(shù)已經(jīng)在研發(fā)當(dāng)中。

特斯拉CEO馬斯克也多次提到降低電池中鈷的使用比例，甚至是無鈷的電池方案。

從新增LG化學(xué)和寧德時代兩家合作伙伴，同時收購超級電容器制造商Maxwell開始自研“干電池技術(shù)+超級電容”技術(shù)就可以看出，其目的都是要探索無鈷方案的各種可能。

今年5月11日，寧德時代發(fā)布2019年業(yè)績報告，拋出多個重磅信息，其中就包括對特斯拉供貨“無鈷電池”的消息。

寧德時代董事長曾毓群稱，我們已經(jīng)開始自主研發(fā)新型無鈷電池了。

在降本的大背景下，少鈷乃至無鈷已經(jīng)是國內(nèi)外不少電池企業(yè)都在進(jìn)行的一個研發(fā)方向。

特斯拉、松下、寧德時代等動力電池制造商都宣稱要將三元電池中的鈷占比降至零，但真正能做到落地的，只有蜂巢能源一家。

那么，蜂巢是如何做到的？

2012年，長城汽車董事長魏建軍就洞察電動汽車發(fā)展的未來趨勢，當(dāng)時便在長城汽車內(nèi)部設(shè)置了專門的動力電池研發(fā)團(tuán)隊，開始了基礎(chǔ)研發(fā)。

魏建軍的風(fēng)格是要么不做，要做就一定要做到最好。他要求團(tuán)隊不要盲目跟風(fēng)，要敢坐冷板凳，面向未來把核心技術(shù)吃透，做最懂汽車的動力電池專家。

長城汽車董事長魏建軍

從最初的動力電池項目組到后來的事業(yè)部，長城汽車一步一個腳印摸索著前進(jìn)。直到2016年底，正式成立蜂巢能源科技有限公司。

為了不受銷售渠道的限制，2018年10月，蜂巢能源從長城汽車完全剝離，成為獨(dú)立經(jīng)營的動力電池制造商。

2019年7月，蜂巢能源公布其正在研制新型無鈷材料電池，瞬間引起熱議。

當(dāng)時，蜂巢能源就已經(jīng)證明，無鈷電池材料性能可以達(dá)到NCM811同等水平，但電池材料成本會下降5~15%，這樣使得電芯的整體綜合成本可以降低5%，而且原材料的供應(yīng)更加穩(wěn)定。

業(yè)界當(dāng)時對蜂巢能源提出的這一新型無鈷電池并不看好，他們認(rèn)為三元材料體系絕對“無鈷”方案并不成熟。

原因是，一方面，材料配比的改變會給電池封裝方式帶來挑戰(zhàn)；另一方面，完全無鈷可能會導(dǎo)致電池過熱，安全性會受到影響。

直到昨天（5月18日），蜂巢能源正式發(fā)布的兩款無鈷電池，打破了業(yè)界對于無鈷電池的刻板印象。

蜂巢從多個角度證明，無鈷電池不僅具備高循環(huán)壽命、高能量密度，而且還可以做到高安全性。

發(fā)布會上，蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新坦言，在無鈷材料進(jìn)入實際應(yīng)用的道路上，一些關(guān)鍵問題始終沒有得到很好的解決，比如+2價鎳離子占據(jù)鋰離子位置，阻礙鋰脫嵌，使得鋰鎳混排大，循環(huán)性能不理想，需要在高電壓下才能夠充放電。

“但是，蜂巢能源改善了無鈷層狀材料的鋰鎳離子混排問題以及循環(huán)壽命問題，并走到了規(guī)模化應(yīng)用的階段?！?/p>

蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新

而解決上述問題，蜂巢掌握的三項技術(shù)極為關(guān)鍵：

陽離子摻雜技術(shù)

單晶技術(shù)

納米網(wǎng)絡(luò)化包覆

陽離子摻雜技術(shù)可以提高材料的上限電壓，實現(xiàn)能量密度比磷酸鐵鋰提高40%。

蜂巢能源采用了兩種化學(xué)鍵能更強(qiáng)大的元素替代鈷，摻雜入材料中，通過強(qiáng)化學(xué)鍵穩(wěn)定氧八面體結(jié)構(gòu)。

楊紅新稱，該技術(shù)減少了鋰鎳混排，改善了材料的穩(wěn)定性，并可以在4.3~4.35伏電壓下穩(wěn)定工作，從而使能量密度提高，成本降低。

而單晶與多晶相比，具有更強(qiáng)的顆粒強(qiáng)度和更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，電芯壽命可以比多晶高鎳三元高出70%。

此外，在無鈷材料的合成過程中，蜂巢采用的納米網(wǎng)絡(luò)包覆技術(shù)也尤為關(guān)鍵。

在單晶表面包覆了一層納米氧化物，可以減少正極材料和電解液的副反應(yīng)，這項技術(shù)可以改善高電壓下的材料循環(huán)性能。

在外界所擔(dān)心的安全性方面，蜂巢無鈷電池也做到了極致。

楊紅新稱，蜂巢這次發(fā)布的兩款電芯產(chǎn)品都是基于穩(wěn)定的無鈷NMX材料制造的，加上其先進(jìn)的疊片制造工藝，蜂巢無鈷電池的安全性無需過分擔(dān)心。

作為疊片電池品類開創(chuàng)者，蜂巢能源使用“疊片”設(shè)計的電芯，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。

這項設(shè)計可以使無鈷電芯在能量密度方面再提升 5%、循環(huán)壽命上再提升 10%，同時也保證了電池的高安全性。

在線上發(fā)布會上，蜂巢能源用一段視頻顯示了三元鋰電池和蜂巢無鈷電池在安全性方面的對比。

包括熱箱實驗、針刺試驗、海水浸泡、擠壓試驗等。

熱箱實驗

針刺試驗

結(jié)果表明，蜂巢無鈷電池安全性方面明顯優(yōu)于三元電池。

楊紅新在發(fā)布會上自信滿滿的說：

“我們已經(jīng)通過了國標(biāo)和歐標(biāo)的全部安全性測試。”

至此，業(yè)界對無鈷電池的所有質(zhì)疑，蜂巢能源已經(jīng)給出了充分的解釋。

無鈷電池，真的成了！