比亞迪刀片電池

從蜂巢能源推出首款無鈷電池，到今年特斯拉就“無鈷”電池供應與寧德時代達成合作，再到比亞迪的刀片電池橫空出世，直至五月十一日寧德時代在其2019年業績說明會上證實其同在研發“無鈷”電池，隔日A鈷市場的有色鈷板塊再一次呈現整體下挫的“慘狀”，同時，“無鈷化”也成為近期動力鋰電池技術領域的重要話題。

市場催生電池“無鈷化”

目前來看，新能源汽車尤其是新能源乘用車所采用的動力鋰電池重要采用兩種技術路線，一是磷酸鐵鋰離子電池，另一則是三元鋰離子電池，前者安全性好，成本低；后者能量密度高，續航能力強。若以是否含有鈷元素劃分，前者不含鈷，后者含鈷。

其中，三元鋰離子電池全稱為“三元聚合物鋰離子電池”，是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰（NCM）或者鎳鈷鋁酸鋰（NCA）的三元正極材料的鋰離子電池，其中重要用于穩定材料層狀結構、提高材料循環和倍率性能的鈷元素，是三元電池中不可或缺的貴金屬。

一直以來，鈷的價格波動極大程度上影響著三元材料的價格，可要了解的是，全球有超過一半的鈷均產自剛果（金），資源的過于集中也加劇了全球鈷供應鏈的脆弱性。今年以來，隨著海外疫情的持續惡化，剛果的封鎖措施和社會動蕩局勢加劇了對鈷礦生產的擔憂，同時贊比亞、南非等國的邊境封鎖政策對鈷原料的運輸出現限制，預計二季度剛果（金）和南非的鈷原料出口將顯著下降，對國內三季度鈷原料進口出現不利影響。

成本問題一直是新能源汽車市場發展的絆腳石，作為核心成本的“動力鋰電池”一直被寄予希望能夠盡快降低成本，三元鋰離子電池在降低鈷比例和含量后，會相應地降低整車的成本，鈷價波動給公司帶來的影響也將被削弱，“忐忑”的公司開始變主動為被動，這將有利于推動新能源汽車市場的發展。

與此同時，自2019年補貼力度大幅減少，減少鈷含量已成為電池降本的重要措施，由此，不含鈷元素的磷酸鐵鋰離子電池正迎來“第二春”。乘用車市場信息聯席會秘書長崔東樹認為，新能源汽車補貼退坡，使各新能源車企逐漸轉變經營方向，在部分車型上放棄追求更高能量密度的電池，改用相對更廉價的磷酸鐵鋰離子電池以降低成本。

此外，三元鋰離子電池方面也一直在尋找電池“無鈷化”的實現途徑，或找到能夠代替鈷的元素，或對高鎳材料進行升級調控，或對多種材料進行耦合等方法，同時，完整的電池回收體系也能夠緩解鈷資源壓力，進一步降低動力鋰電池材料的成本。

眾電池公司加碼“無鈷”電池

“提升能量密度，降低電池成本”一直是推動新能源汽車市場發展的關鍵，近年來，“高鎳低鈷”成為三元鋰離子電池的發展趨勢，車企和動力鋰電池公司在降低鈷的比例方面不斷進行研發和突破。根據三元鋰離子電池中鎳鈷錳（或者鋁）比例的不同，從而生產出不同型號的三元鋰離子電池，比如532、622、811等，其中高能量密度的NCM（鎳：鈷：錳）811成為研發的重點。

在“高鎳低鈷”的市場需求推動下，國際上主流的動力鋰電池公司如LG化學、松下電池、寧德時代都在將低鈷和“無鈷化”作為下一代動力鋰電池技術的研發方向。

2018年，多家車企開始布局NCM811，但由于技術壁壘等問題，市面上三元鋰離子電池仍重要以NCM532、NCM622為主。2019年三月，寶馬X1插電式混合動力里程升級版正式上市，其動力鋰電池使用了寧德時代NCM811電芯，寶馬對外宣稱，這是全球第一個量產的NCM811電池。如今，寧德時代量產的NCM811電池鈷含量已控制在8%-10%之內，而采用了NCA正極材料的特斯拉動力鋰電池，鈷含量更是不足3%。

2019年七月，蜂巢能源正式公布首款無鈷電池。據官方介紹，蜂巢能源的無鈷材料性能可以達到NCM811同等水平，材料成本降低5~15%，相應帶來的電芯BOM成本可以降低約5%，且會讓材料不受戰略資源影響。

低鈷、無鈷的三元鋰離子電池正加速到來，同時，基于成本優勢、技術成熟以及使用壽命、安全性等多方面優勢，本身不含“鈷”的磷酸鐵鋰離子電池也是目前“無鈷化”動力鋰電池的重要方法之一。不過，由于能量密度相對較低的弊端，其動力鋰電池技術亟需升級。

在2019年德國法蘭克福國際車展上，寧德時代推出的CTP技術，通過省去電池模組，對電池包結構優化，減去其中不必要的機械連接，電池包零部件數量因此減少40%，體積利用率提高15%-20%，從而實現大幅降本。

2020年三月，比亞迪公布刀片電池，刀片電池通過結構創新，在成組時可以跳過“模組”，大幅提高了體積利用率，最終達成在同樣的空間內裝入更多電芯的設計目標。相較傳統的有模組電池包，“刀片電池”的體積利用率提升了50%以上，續航里程已經達到了高能量三元鋰離子電池的同等水平。王傳福表示，刀片電池將改變行業對三元電池的依賴，讓動力鋰電池的技術路線回歸正道，并重新含義新能源汽車的安全標準。

無論是以“去鈷”為目標的“高鎳低鈷”三元鋰離子電池，還是技術升級的磷酸鐵鋰離子電池，都給動力鋰電池技術路線的發展帶來了希望。隨著用戶對續航里程要求的不斷提高，目前來看，三元鋰離子電池仍是提升能量密度最好的解決辦法，高鎳低鈷是鋰離子電池的必然發展趨勢，但短時間內“鈷”仍是動力鋰電池中無法替代的重要金屬材料。新的刀片電池，以及蜂巢能源即將公布的全新無鈷電池，或將帶來新的顛覆，但路還長，最終誰是主流，誰更勝一籌，最重要的仍是技術和成本問題。