金屬鈷正在成為影響未來動力電池發(fā)展的關鍵原材料。隨著新能源汽車補貼逐年退坡，企業(yè)在追求電池高能量密度以保證較高補貼的同時，還使出“渾身解數”降低電池生產成本，以保持在市場上的優(yōu)勢。其中，不斷降低鈷的用量成為不少企業(yè)的選擇。

爭相布局無鈷電池

5月11日，寧德時代董事長曾毓群在公司2019年網上業(yè)績說明會上公開表示：“公司有自己的無鈷電池技術儲備，目前研發(fā)進展順利，正在想辦法搞好供應鏈。這是一個全新的、顛覆性的產品。”

早在今年2月，路透社就曾報道，特斯拉與寧德時代商討在中國工廠使用無鈷的磷酸鐵鋰電池事宜。若順利實施，該款磷酸鐵鋰電池將首次被用于特斯拉在中國生產Model 3車型。

會上，曾毓群也承認了這一事實。他說：“公司與特斯拉的技術團隊很早就有溝通對接，供貨時間大概在今年下半年。我們在磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池方面都有先進的產品，供貨不限于磷酸鐵鋰電池或三元鋰電池，具體供貨產品取決于市場需求。”

鈷是動力電池生產制造的關鍵原料，價格昂貴。目前鈷價維持在25萬元/噸左右，且呈上升趨勢。為降低動力電池成本，研發(fā)無鈷電池成為企業(yè)發(fā)展的重要推手。領先于寧德時代，已有企業(yè)推出了相關產品。

2019年7月，長城汽車旗下子公司蜂巢能源發(fā)布無鈷材料的電芯產品。無鈷材料性能可以達到三元鋰電池811型同等水平，材料成本降低5%-15%，電芯成本可降低約5%。

同時，松下、LG、中航鋰電等都將無鈷電池技術作為研發(fā)方向之一。2019年底，IBM表示，旗下實驗室研發(fā)的無鈷電池獲得突破性進展，已找到其他金屬材料代替鈷。為加速商業(yè)化，目前已與產業(yè)鏈上下游達成合作。

尚未實現規(guī)?；虡I(yè)化

寧德時代并未透露公司無鈷電池的具體技術路線。但在市場看來，不管是寧德時代，還是其他電池企業(yè)，要想實現無鈷電池商業(yè)化、規(guī)模化生產和銷售，還有很長一段路要走。

目前，已知可行的無鈷電池技術方案包括：使用其他金屬代替鈷、精細調控高鎳材料組分等。在電池高鎳化趨勢漸明的背景下，不斷提升鎳含量，同時降低鈷含量成為多數電池企業(yè)的選擇。

經過近幾年的發(fā)展，三元鋰電池中鎳、鈷、錳的比例已經從最開始的1:1:1，發(fā)展到3:3:3，再到5:2:3，直至目前的8:1:1。鈷、錳用量一直在降低。811型電池鈷含量大約在10%左右。甚至有產品的鎳含量可以達到93%，鈷含量在3%左右。

雖然此類電池具有更高的能量密度，更低的成本，以及更輕的重量，但是其穩(wěn)定性和安全性也大打折扣。

據了解，鈷有穩(wěn)定材料結構的作用，是電池不可或缺的關鍵原料。鈷的含量越高越能有效減少陽離子混排，降低材料阻抗值，提高材料電子電導率，改善倍率性能，降低電芯內阻。而目前無鈷電池技術仍未完全成熟，一旦溫度過高，容易引起燃燒。

業(yè)內人士稱，截至目前，國內三元鋰電池企業(yè)尚未實現無鈷電池的規(guī)?；a和銷售。然而，有分析機構認為，現今高鎳低鈷電池可以說已經在客觀上實現相對“無鈷”。如此看來，現階段，電池企業(yè)還無法完全拋棄這個奢侈的金屬原材料。

平衡能量密度和安全性

對于動力電池而言，市場上的需求主要體現在高能量密度和安全性上，兼顧兩者才是贏家。無鈷的磷酸鐵鋰電池安全性更強但能量密度相對稍低，低鈷的三元鋰電池能量密度優(yōu)勢明顯但穩(wěn)定性稍差。

在所有技術路線中，業(yè)內認為能兼顧兩者的，是被稱之為下一代動力電池解決方案的固態(tài)電池。固態(tài)電池具有不可燃、不腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等優(yōu)勢，安全性高。同時，固態(tài)電池使用金屬鋰做負極，匹配高電壓正極材料，可進一步提升能量密度。全球范圍內有超20家企業(yè)表示擬布局或已經涉及固態(tài)電池技術的開發(fā)。

值得注意的是，不只磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池可以選擇無鈷路線，無鈷化也是固態(tài)電池的技術方向。2019年10月，雷諾汽車高級副總裁Gilles Normand公開表示，到2025年，公司旗下新能源汽車可能會使用鈷含量為零的固態(tài)電池。但目前受技術及成本制約，無鈷固態(tài)電池也還未跨過規(guī)?；a的門檻。

此外，特斯拉無鈷電池技術路線也讓市場充滿好奇。興業(yè)證券預計，除了上述提及的與寧德時代合作開發(fā)的無鈷磷酸鐵鋰電池外，還包括特斯拉子公司Maxwell自主研發(fā)的“新型高鎳正極+預鋰化負極+干電池技術+超級電容”無鈷鋰離子電池。

無鈷電池技術商業(yè)化競爭的序幕已經拉開。