雖然電池制造商和電動(dòng)汽車制造商在開發(fā)和設(shè)計(jì)新型鋰離子電池方面取得了很大的進(jìn)展，但他們一直對其電池關(guān)鍵材料的供應(yīng)感到擔(dān)憂。

專注于電池壽命管理的咨詢機(jī)構(gòu)Circular Energy Storage公司創(chuàng)始人Hans EricMelin表示，對于鈷礦供應(yīng)不穩(wěn)的擔(dān)憂正迫使電池制造商采用鈷量較低的鎳鈷錳酸鋰離子電池。

制造鎳鈷錳酸鋰離子電池最重要的是鋰鎳-錳-鈷電池陰極材料，而在這種電池中，鎳、錳、鈷的比例分別為8：1：1，因此這種電池被稱為811電池。這種電池鈷含量的比例大幅降低，而其他電池材料（特別是鎳）價(jià)格低廉并且易于獲取。

今年年初，NMC811電池首次被我國電池生產(chǎn)廠商寧德時(shí)代新能源科技有限公司(CATL)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，此外在另外兩種低鈷電池產(chǎn)品（NMC532電池和NMC622電池）開發(fā)方面也取得了進(jìn)展。

根據(jù)礦產(chǎn)咨詢機(jī)構(gòu)AdamasIntelligence公司的調(diào)查數(shù)據(jù)，今年8月在我國國內(nèi)銷售的乘用電動(dòng)汽車電池中，NMC811電池約占13％，而在1月僅為1％。實(shí)際上，在乘用電動(dòng)車電池容量方面，NMC811電池在我國僅次于NMC532電池，并已超過NMC622電池。

Adamas Intelligence公司表示：“隨著寧德時(shí)代公司繼續(xù)簽署新的供應(yīng)協(xié)議，以及其他主要的電池供應(yīng)商開始商業(yè)化生產(chǎn)，我們預(yù)計(jì)NMC811電池的市場份額將在未來18到24個(gè)月內(nèi)大幅增長。”

但是，一些汽車制造商卻沒有采用811電池，而是另辟蹊途采用其他種類的電池。例如特斯拉公司專注開發(fā)和使用鎳鈷鋁鋰電池，根據(jù)該公司的2018年的調(diào)查報(bào)告，這種電池含有的鈷要比鎳錳鈷電池少得多。

該公司表示，“我們采用的電池的鈷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于其他電動(dòng)汽車公司采用的電池，而且可以在這些電池生命周期結(jié)束之后進(jìn)行回收，并重新利用鈷?！?/p>

特斯拉公司希望完全消除鈷的使用，這是由于鈷主要來自于政治動(dòng)蕩的剛果民主共和國，其供應(yīng)很不穩(wěn)定。但是這說起來容易做起來難。鈷對于提高鋰離子電池的能量密度至關(guān)重要，可以為電動(dòng)汽車提供充足動(dòng)力。而對于能量密度較小的應(yīng)用來說，可以采用不含鈷的電池，例如磷酸鐵鋰電池。

獲得殼牌風(fēng)險(xiǎn)投資公司資金支持的英國電池廠商Aceleron公司開發(fā)了一種磷酸鐵鋰電池，可以像鉛酸電池一樣方便地進(jìn)行維護(hù)和重復(fù)使用，從而減少了電池供應(yīng)鏈中的材料損失。

Aceleron公司的電池主要設(shè)計(jì)用于加勒比海和撒哈拉以南非洲等地區(qū)的離網(wǎng)固定式儲(chǔ)能應(yīng)用。該公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Amrit Chandan表示，“我們設(shè)計(jì)的電池安全可靠，并且價(jià)格低廉?！?/p>

但在仍需要鈷基電池的應(yīng)用中，電池廠商仍在尋找和開發(fā)減少低鈷電池。今年7月，德國研究機(jī)構(gòu)FraunhoferISC研究所、材料生產(chǎn)商Arkema公司和Umicore公司，以及Saft等電池制造商合作，完成了一項(xiàng)名為ECOCOM’BAT削減鈷使用量的電池項(xiàng)目。

該項(xiàng)目重點(diǎn)開發(fā)NMC622電池，并使用特殊的電極涂層和高壓電解液將鈷含量降低20％。FraunhoferISC研究所AndreasBittner說，這些改進(jìn)在理論上也可以應(yīng)用于811電池。

Bittner表示，“ECOCOM’BAT項(xiàng)目還研究了電池材料的回收利用，其結(jié)果是電池材料可以在水中快速提取，并且可以采用物理方法很容易地將它們分離和分類。這些材料也可以很容易地以化學(xué)方法進(jìn)行回收和處理，或者精煉電極材料將其重新用于生產(chǎn)新電極。”

此外據(jù)悉，肯塔基州列克星敦的一家名為PowerTech Water的公司近日獲得了150萬美元的A輪融資，使其開發(fā)的一個(gè)電池回收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，該系統(tǒng)可以回收鋰離子電池生產(chǎn)廢水中的鈷、錳和其他金屬。

如今，電池廠商對于鈷短缺的風(fēng)險(xiǎn)非常重視。Circular Energy Storage公司的Melin指出，“事實(shí)上，對鈷的依賴其實(shí)比我們預(yù)期的要嚴(yán)重得多?！?/p>

原標(biāo)題:電池行業(yè)廠商致力開發(fā)低鈷電池以擺脫材料供應(yīng)困境