近期，在全球宏觀經(jīng)濟(jì)相對(duì)低迷的背景下，低生產(chǎn)成本的無鈷電池再次成為了儲(chǔ)能領(lǐng)域最炙手可熱的話題。無鈷電池時(shí)代的到來，不僅能有效減輕汽車制造商的壓力，還可以促進(jìn)更多新礦產(chǎn)資源的開發(fā)，比如鎢礦。

據(jù)材料研究者表示，鎢氧化物中的三氧化鎢超細(xì)顆粒能很好的代替市場(chǎng)化三元電池中的鈷元素，除了可以確保所生產(chǎn)的電池產(chǎn)品擁有較高的安全性外，還能在一定程度上緩解鈷供應(yīng)難題。

三氧化鎢

進(jìn)入2020年，動(dòng)力電池行業(yè)在經(jīng)歷了疫情危機(jī)后，又一次熱鬧起來了。從年初特斯拉牽手寧德時(shí)代，到其放風(fēng)將研發(fā)無鈷電池，再到寧德時(shí)代與比亞迪就刀片電池隔空“互懟”，以及廣汽新能源宣布石墨烯電池取得了突破。然而，最勁的風(fēng)頭卻被讓大家意想不到的蜂巢能源科技有限公司搶走了。

蜂巢能源科在今年5月18日正式對(duì)外發(fā)布兩款零鈷電芯，分別是115Ah容量無鈷電芯和L6薄片無鈷長(zhǎng)電芯，成為全球第一家成功研發(fā)出無鈷電池的企業(yè)。那么，無鈷電池能否與磷酸鐵鋰電池等同起來呢？

從字面上來看，無鈷電池可以理解為不含有鈷元素的鋰電池，因此說磷酸鐵鋰電池是無鈷電池也確實(shí)是挑不出毛病的。不過，我們這里所要說的無鈷電池是指鈷元素被取代后的三元鋰電池。

無鈷電池

三元鋰電池主要是由正負(fù)極、隔膜和電解液組成的，并且依靠鋰離子穿越隔膜在正負(fù)極之間游走而產(chǎn)生電流，從而實(shí)現(xiàn)電池的充放電。作為三元鋰電池重要的組成結(jié)構(gòu)之一，正極材料主要有鎳鈷錳酸鋰（NCM）和鎳鈷鋁酸鋰（NCA）兩種。受到現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)的限制，目前國內(nèi)車企大部分使用的是鎳鈷錳酸鋰電池。

前幾年，在國家政策的鼓勵(lì)引導(dǎo)下，純電動(dòng)汽車開始向高能量密度、高續(xù)航的發(fā)展方向轉(zhuǎn)變，為拿到國家的高額“補(bǔ)貼”，眾多主機(jī)廠選擇了三元鋰電池來取代磷酸鐵鋰電池。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年三元鋰電池裝車量40.5GWh，超過同期磷酸鐵鋰電池一倍，占總裝車量的65.2%。

然而好景不長(zhǎng)，2019年新能源汽車補(bǔ)貼的大幅度退坡，給汽車制造商帶來了巨大壓力，再加上受今年疫情的沖擊，車市活躍度更是大大下降，促使降本增效幾乎成為了全球車企必須要考慮的首要任務(wù)。換句話來說，這也就是近幾年電池企業(yè)都在追求“無鈷化”的原因。

無鈷電池

鈷是一種稀有金屬，在全球的儲(chǔ)量相當(dāng)有限，且價(jià)格昂貴。據(jù)悉，2019年全球鈷礦儲(chǔ)量在700萬噸左右，其中有一半以上在剛果，而由于當(dāng)?shù)氐恼珠L(zhǎng)期處于不穩(wěn)定狀態(tài)，導(dǎo)致鈷礦出口存在極大不確定性。另外，再加上此前5G手機(jī)普及度的提升，對(duì)鈷的需求量日益加大，預(yù)計(jì)2026年以后，鈷將供不應(yīng)求，進(jìn)而導(dǎo)致其價(jià)格進(jìn)一步水漲船高，居高不下。

在三元電池中，鈷主要是起到一個(gè)維持基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，以及提高材料的循環(huán)和倍率性能、降低電芯內(nèi)阻等重要作用。

經(jīng)過這幾年材料科學(xué)家的不斷努力探索，他們發(fā)現(xiàn)三氧化鎢超細(xì)顆粒有望成為無鈷電池正極材料的優(yōu)先添加劑。這主要是因?yàn)椋涸诔杀痉矫妫u材料價(jià)格相對(duì)合理，在這兩年內(nèi)有所下降；在性能方面，三氧化鎢粉末的理論容量高達(dá)693mAh/g，灼燒失重小于0.05%，離子傳輸速率遠(yuǎn)超過二氧化鈦，為12cm2/Vs，因此作為無鈷電池正極的活性物質(zhì)，能更有利于鋰離子在本體中的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而提高產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和循環(huán)性能等特點(diǎn)。

因此，在未來幾年內(nèi)三氧化鎢半導(dǎo)體材料是有可能取代三元材料中的鈷元素的。無鈷電池風(fēng)口的到來，三氧化物能否乘風(fēng)破浪呢？讓我們拭目以待！