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我們的鋰電池幾乎不用鈷?

鉅大LARGE  |  點擊量:5815次  |  2018年06月22日  

摘要
全球約一半的鈷來自戰亂中的扎伊爾(剛果共和國),很多人擔心鈷供應量的穩定性,再加上各國大力發展純電動車,導致對鈷的需求飆升,鈷的價格有成倍增長的趨勢。因此,在鋰離子電池中減少鈷的用量,具有非常實際的意義。

據美國彭博社的報道,特斯拉CEO埃隆·馬斯克(ElonMusk)在一次電話會議中稱:特斯拉已掌握了在鋰離子電池中降低鈷金屬用量的技術,其原話是:Wethinkwecangetcobalttoalmostnothing。特斯拉目前正在大批量生產Model3車型,該車的動力正是來自鋰離子電池組。


馬斯克的這個說法,傳達了怎樣的信息呢?


目前,鈷是生產鋰離子電池的重要金屬,主要用于電池的正極材料,如鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰(NCM)等。據電池用鈷鹽制造商eCobaltSolutions的估計,到2020年,75%的鋰電池都將用到鈷,因為鈷具備增加電動車續航能力的作用。但是,全球約一半的鈷來自戰亂中的扎伊爾(剛果共和國),很多人擔心鈷供應量的穩定性,再加上各國大力發展純電動車,導致對鈷的需求飆升,鈷的價格有成倍增長的趨勢。因此,在鋰離子電池中減少鈷的用量,具有非常實際的意義。


那么應該如何降低鈷的用量呢?


一般的技術方案是增加鎳的使用量,鎳的主要作用也是提升電池的能量密度。這個研究方向,被稱作高鎳三元材料(如622/811等,這三個數字代表鎳鈷錳的比例)。但是,鎳的用量增加之后,會導致相應的電極材料的結構穩定性降低,從而導致電池循環壽命和安全性大幅降低。另外,不同材料體系需要匹配不同配方的電解液,因高鎳三元表面的雜質多,需要更為優化的電解液配方,而這也是研發的難點。


從馬斯克的說法來看,特斯拉未來的鋰離子電池方案應該是高鎳三元。據悉,為特斯拉提供鋰離子電池的是日本的松下公司,是全球掌握高鎳三元量產技術的數家公司之一,采用的是鎳鈷鋁酸鋰(NCA),比例為8:1.5:0.5。特斯拉之前向股東披露的信息說,其鋰離子電池有著業內最高的能量密度,并且解決了高鎳之后的熱穩定性問題。


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