編者按

目前三元材料體系絕對(duì)“無鈷”方案并不成熟。綜合考慮性能和成本，通過精細(xì)調(diào)控高鎳材料組分、煅燒溫度、燒結(jié)氣氛，做到相對(duì)“無鈷”的高鎳低鈷材料才是可行的。

三元鋰電池在乘用車的規(guī)模應(yīng)用，并不斷朝高鎳化發(fā)展趨勢(shì)下，金屬鈷作為三元電池一項(xiàng)關(guān)鍵原材料，因全球礦藏儲(chǔ)量有限，且集中于常年局勢(shì)不穩(wěn)的非洲國家剛果，因此“無鈷”電池成為一個(gè)重要的研究目標(biāo)。

鈷元素在三元材料體系中起穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)的作用，Co含量增加能有效減少陽離子混排，降低材料阻抗值，尤其對(duì)于提高材料電子電導(dǎo)率，改善倍率性能、降低電芯內(nèi)阻等有其不可替代的作用。

主流“無鈷化”的方案包括：用其他有類似作用的元素替代鈷；多個(gè)材料體系耦合；使用陰離子氧化還原對(duì)；精細(xì)調(diào)控高鎳材料等。

目前三元材料體系絕對(duì)“無鈷”方案并不成熟。綜合考慮性能和成本，通過精細(xì)調(diào)控高鎳材料組分、煅燒溫度、燒結(jié)氣氛，做到相對(duì)“無鈷”的高鎳低鈷材料才是可行的。

低鈷高鎳正極材料（鎳含量≥90%，鈷含量≤5%），不應(yīng)該看作是目前市場(chǎng)應(yīng)用主流NCM811/NCA電池為增加能量密度，而對(duì)其他性能（如循環(huán)性、安全性等）做出妥協(xié)的一種選擇。

近年來，不管是學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界，做了大量關(guān)于改善高鎳低鈷材料的工作，包括在體相摻雜、表面處理、制備環(huán)境管控、生產(chǎn)全流程自動(dòng)化等一系列技術(shù)上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

如特斯拉最新一代鎳電池鈷含量會(huì)進(jìn)一步降至3%以下，客觀上已經(jīng)相對(duì)“無鈷”。不斷“去鈷”也能進(jìn)一步降低對(duì)鈷價(jià)變化的敏感性，有利于預(yù)期管理，控制成本。

此外，高鎳低鈷的NCA材料在特斯拉車型上的成功應(yīng)用以及大規(guī)模出貨已經(jīng)在一定程度上驗(yàn)證了高鎳低鈷材料巨大的市場(chǎng)潛力和前景趨勢(shì)。

而容百科技的研究生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，LiNi0.90Co0.05Mn0.05O2材料通過工藝的改進(jìn)，在性能上完全具有媲美甚至超過市場(chǎng)主流的LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2材料，同時(shí)克比容量提5%以上，其帶來能量密度的升高也是顯而易見的。另外原材料成本可以降低10%左右。

隨著電解液、負(fù)極等其他主材配套材料的革新發(fā)展，電芯生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，消費(fèi)者對(duì)低成本長(zhǎng)續(xù)航里程電動(dòng)汽車的訴求的不斷增強(qiáng)，高鎳低鈷材料的應(yīng)用勢(shì)必會(huì)加速擴(kuò)大占據(jù)一定份額。

如果未來行業(yè)進(jìn)一步向高鎳化發(fā)展，比如做到Ni93（含鎳93%）、Ni95，鈷的含量將更少。

事實(shí)上，不管從開發(fā)還是市場(chǎng)應(yīng)用角度考慮，都應(yīng)該看作是在保持或改善現(xiàn)有主流NCM811/NCA高鎳材料性能優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，進(jìn)一步降低成本，增加能量密度，追求極致材料，推動(dòng)新能源技術(shù)的發(fā)展和普及的有力工具。