为什么要研发＂无钴电池＂

来源：存能电气  日期：2020-06-16 16:34  浏览量：次

为什么要研发“无钴电池”？无钴电池VS石墨烯电池技术。在新能源汽车发展如火如荼的现在，谁能在动力电池技术上获得大的突破谁就能掀起一波行业变革，在新出行时代占领先机。现在大家在电池这块做出的研究大致可以分为固态电池、燃料电池以及“无钴电池”，而这三种形态的电池其实在这些年一直都有小的突破，而其中最被看好的也就是“无钴电池”。

为什么要研发“无钴电池”？

1、钴价格贵：相关数据显示2018年探明的全球钴金属的总储量只有710万吨，而特斯拉一辆Model3的动力电池用钴量可能就会达到10kg以上，所以如果不考虑回收的话，最多到2026年全球就会出现“无钴可用”的状态。所以钴的价格就显得十分昂贵，大约占动力电池成本的10%。

2、钴的开采问题：在已经探明的710万吨钴中有52%都在刚果，而刚果的政局比较混乱，用“黑工”童工等问题严重，丝毫不符合人道主义，马斯克甚至描述三元锂电池是“带血的电池”。所以从各个方面来看“无钴电池”也是大家都要努力去研发的。

3、钴作为稀缺资源，其价格波动将很大程度上影响三元材料的价格。如果新能源汽车产量进一步增长，意味着钴价可能重新暴涨。宁德时代、松下、LG化学等电池厂商都在努力推行电池无钴化，不过还未实现。

4、无钴电池不仅可以提高电性能、提升寿命和提高安全性而且可以降低成本，摆脱正极材料对钴的依赖。在现有三元体系的锂离子动力电池中，正极材料的成本占比达到30%~45%，以523体系为例，钴在其中的占比达20%，作为战略性的资源，钴的价格波动将会直接影响到终电芯的成本。

无钴电池VS石墨烯电池技术

目前不少电池供应商和车企都将无钴电池作为未来的发展方向，这也是短期内能有效降低三元锂电池成本的重要手段之一，总的来说还是比较靠谱的。不过也有一些车企选择另辟蹊径，想搞出点一鸣惊人的大事情，比如广汽新能源近期公布的石墨烯电池。

此前三星集团等都宣布要研发石墨烯电池，但最终均以失败告终。截止目前，市面上并不存在一款真正的石墨烯动力电池，仅有比亚迪秦、唐通过石墨烯改性（石墨烯粉末添加到电极材料的制作过程）起到导电添加剂的效果，即便如此这对于制作工艺的要求已经非常之高，导致这一技术路径至今应用仍然不太广泛。

目前几乎所有的商品锂电池都采用石墨类负极材料，在负极性能相似的情况下，锂电池的性能很大程度上取决于正极材料，因此石墨烯在电池中的应用有可能是正极也有可能是负极，而由于石墨烯成本是以往材料的几千倍，并不会有厂商把一个电极的材料全换成石墨烯，所以基本就不存在石墨烯电池，只存在“掺/用了石墨烯的锂离子电池/铅酸电池等”。

简单来说电芯无钴化的关键有两个：其一是通过掺杂无未成对的电子自旋特定元素，减弱电子超交换的现象，从而降低锂/镍元素的混排；其二是通过掺杂M-O键能大的元素，从而减缓晶体在充放电过程中体积的变化，起到稳定结构的作用。

无论电池技术的路线怎么变，但它根本的目的是让电动汽车变得充电快、安全高、跑得远。而多种路线的产生，也正在说明目前的技术道路仍然没有最优解的方向产生，对于国内我们希望找到弯道超车的办法，也希望能有更多的想象力，这是人类社会进步的动力。