本文目录一览：
- 1、降钴是主流，但别被“无钴”带跑偏
- 2、三元锂电池的正极材料是什么
- 3、电动汽车用的三元锂电池和磷酸铁锂电池各有什么优缺点？
- 4、?动力电池打响“去钴战”
- 5、三元锂电池需要钴吗
- 6、锂电池含钴的好还是没钴的,哪个更胜一筹？
降钴是主流，但别被“无钴”带跑偏
“无钴”电池掀起的汹涌浪潮所创造的宣传效果，仿佛“新生活”就在眼前。但是，我们认真思考一下，对于“无钴”这个概念，就会心生疑窦。
什么叫“无钴”？磷酸铁锂也很“无钴”的好吧！如果不界定清楚范围，这个说法很容易把人带偏。而特斯拉凭借强大的“带货能力”，将“无钴”概念的火星点燃，“燎”起了一轮强关注，但是特斯拉打了个擦边球就闪了。我们没等着特斯拉，却等来了蜂巢。
蜂巢能源科技公司5月18日抢先亮相了两款无钴电池。说起来很牛，这两款电池使用了NMX无钴材料，提供了高循环寿命、高安全性和高能量密度的技术优势。
第一款产品是是基于590模组的电芯设计，容量为115Ah，电芯的能量密度达到245wh/kg。由于是在通用化电芯尺寸设计基础上完成，所以能够搭载到目前大部分新的纯电平台上，并宣称能够实现15年120万公里质保。而第二款是正在与长城合作开发的一款产品，是L6薄片无钴长电芯，容量226Ah，通过矩阵式PACK设计，可以实现880公里的续航里程。
按照蜂巢能源董事长杨红新介绍，两款“无钴”电池最早2021年6月能够量产。无疑，如果这种技术正式落地的话，能真正跨越里程焦虑。不过，既然还有一年以上时间才能量产，我们不妨来观察一下，这个“无钴”的含金量到底有多高？
“无钴”如何做到
这次发布虽说无异于“亮剑”，但是细节方面还是要推敲一下。此外，我们不能忘记，宁德时代也有自己的“无钴”技术储备，这是宁德时代5月11日发布2019年业绩时候透露的，但宁德时代还是比较谦虚，没有讲更多信息。
回头来说，现在车企主要用的三元锂电池为什么要用到钴？做到“无钴”难度在哪里？（提前交待一下，有些基础的知识，比如钴的储量情况、NCM还是NCA、523/622/811啥的，请先自行百度一下哈，我们直接说重点。）
实际上，钴的作用就是为了抑制锂电池的“镍锂混排”现象。因为，如果发生“镍锂混排”现象，那么三元锂电池里面的微观结构可能就彻底发生混乱，会导致电池寿命和容量大幅缩短，甚至发生其它危险。
除此之外，钴还可以降低材料的阻抗值，提高材料电子电导率，改善倍率性能、降低电芯内阻等等，原则上是不可替代的。而且，因为钴太贵了，就算因为特斯拉的缘故大跌，电解钴现在也要25万元/吨，而且储量少又架不住不断增长的需求，所以特斯拉这种能狠心烧钱的主，才想着把钴给去了。
那么，蜂巢是通过什么手段来达到“无钴”的呢？
第一个，是阳离子掺杂技术。也就是通过提高材料的上限电压，将能量密度提高40%（相比磷酸铁锂）。蜂巢说自己采用了“两种化学键能更大的元素”来替代钴，可以在4.3~4.35V高电压下稳定工作，能量密度提高而且成本降低。
第二个是单晶技术。单晶的颗粒强度更强，结构更加稳定，耐压力强度可以提高10倍。这么说吧，单晶电芯寿命可以比多晶高镍三元高出70%。这次综合来看，就像蜂巢能源市场总监郝雷明确认的，是用了尖晶镍锰酸锂（LiNi0.5Mn1.5O4）做正极材料。
其实，之前就有很多人尝试用包括尖晶镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4在内的尖晶石锰酸锂LiMn2O4、富锂锰基Li2MnO3、镍酸锂LiNiO2等正极材料来替代钴，不过大多数正极材料在高温性能、能量密度和循环寿命上不如三元锂电池。
第三个算是黑科技——纳米网络化包覆。通过在单晶表面包覆一层纳米氧化物，可以减少正极材料与电解液的副反应，有效改善高电压下的材料循环性能。
但是，由于蜂巢对这三项技术没有提供更多的细节，我们只有等明年量产以后才能验证。
还有一个非常现实的匹配问题要解决，就像真锂研究总裁墨柯说的，“镍锰酸锂材料最大的问题是目前还找不到与之匹配的电解液体系。现有的六氟磷酸锂电解液体系因为电压不够5伏会被分解，电池也会随之失效。”蜂巢选择镍锰进行“无钴”突破，匹配的难度应该不会不考虑吧？
此外，我们从蜂巢的“技术创新曲线”上可以看出，到2022年“无钴”电池的能量密度才能超过三元锂电池，所以，我们不用期望太高。而且，2022年，真正的竞争对手会来。
“无钴”还是“四元”？
要说“无钴”是颠覆性技术，恐怕谈不上。为什么这么说？因为，“无钴”从技术上来说难度很大。早就有国内外专家说过，“钴元素在三元材料中短期内无法完全消除替代。”而且，前瞻技术研发和量产落地是两回事，毕竟NCM811电池都才刚开始应用。
根据研究机构EVTank最新的数据，今年1~4月国内三元锂电池装机量占比升至72.87%，而磷酸铁锂电池（LFP）进一步跌至22.93%，锰酸锂电池（LMO）以及其他电池加起来占的比例不足5%。所以，三元锂电池目前的地位还是非常稳固的。
此外，2月份的一次业内座谈会上，行业人士也就特斯拉的“无钴”说法进行了探讨，并认为：
首先，特斯拉所讲的“无钴电池”大概率指的是磷酸铁锂（LFP），包括国外媒体也已经确认过这件事。而且，就算特斯拉真的用“无钴”正极材料锂电池，年减少的钴用量不过几百吨。而2020年全球钴消费量预计增长11%至14.8万吨，2020~2025年期间预计保持7%左右的年均增速，因此特斯拉的技术路线变化，其实对钴消费的整体影响相对有限。
其次，现阶段国内没有一家企业可以实现真正意义的无钴正极材料的批量化生产和销售。而行业人士也认为，特斯拉选用磷酸铁锂主要是基于成本考虑，并不意味着三元电池的性能存在问题。换芯后，低配版Model 3预计电池成本将下降20%~30%，初期整车成本预计下降2万元以上。这也意味着其售价会降到25万元左右。
此外，我们不仅要看蜂巢这样的国内电池企业在做什么，也要看看它们的国际对手们在做什么。事实上，更多企业正在布局镍钴锰铝（NCMA）“四元”锂电池。而领军的通用汽车，今年3月公布了自主研发的Ultium动力电池包。
Ultium应该算是第一种将量产的NCMA四元锂电池，通过加入铝，可以将电池中的钴含量降低约70%，这种电池包容量比传统圆柱形电池包多20倍，续航里程可达到400英里（约650公里）或更高。而且，为顺利实现推进产能建设，通用汽车与LG化学合资23亿美元（约合人民币162亿元）成立合资公司Ultium Cells LLC，来进行联合研发和生产。
而根据去年7月份的“蜂巢能源品牌战略规划及产品发布会”的内容，蜂巢自己也在开发NCMA四元锂电池的项目，但是还处于概念性阶段，2018年9月蜂巢公司立项，当时预计2019年年底完成材料的前期开发，2020年12月计划完成材料的确定，并预计在2022年11月达到四元电芯商品化量产。从时间上来说，会比“无钴”还要慢一些。
但不管怎么说，四元锂电池一旦成功量产，冲击性还是很高的。电池组的成本也能降低很多，将会下降至100美元/kWh（约合694元/kWh），也就是真正能对抗燃油车成本的终极目标价格。这对于蜂巢发布的“无钴”镍锰酸锂电池来说，可能是最重要的对手。
中国科学院物理研究所李泓博士说过，“电池是一个很复杂的体系，一个新材料的商业化，必须要所有配套材料同步革新，这本身就是一个相对复杂、长周期的开发；而产品开发完成后，还有小试、中试、量产，期间不断修正也是一个漫长过程，因此，电池技术革新确实是一个相对缓慢的事情。”
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同样我们来看蜂巢，虽然已经完成了“无钴”电池的技术攻关，目前还只是一个“概念产品”，从过程来说，“无钴”电池去年年底完成材料开发工作，今年3月完成材料体系优化和4月的材料中试，发布会以后，要到8月体系定型，再经过各种可靠性及性能等验证之后，2021年11月实现无钴电芯量产，速度已经算是相当快的了。
因此，“无钴”电池的落地需要1~2年时间是毋庸置疑的，过于高调的宣传会适得其反，我们在此之前还是应该踏踏实实地做好基础工作。再说，无论是“四元”电池还是“无钴”电池，都不是最终的解决方案。我们可以看看蜂巢的技术发展曲线图，最终它的目标还是要走到固态电池上去的。
文/王小西
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三元锂电池的正极材料是什么
三元锂电池的正极由三种材料制成，部分三元锂电池的正极由镍、钴、锰制成。一些三元锂电池的阳极将由镍、钴和铝制成。三元锂电池的能量密度比较高，这种电池的性能也很好。三元锂电池是锂电池的一种，应用广泛。我们平时用的手机、平板、笔
三元锂电池的正极材料是什么
三元锂电池的正极由三种材料制成，部分三元锂电池的正极由镍、钴、锰制成。一些三元锂电池的阳极将由镍、钴和铝制成。
三元锂电池的能量密度比较高，这种电池的性能也很好。
三元锂电池是锂电池的一种，应用广泛。我们平时用的手机、平板、笔记本电脑等等都是锂电池。
锂电池重量轻，能量密度高。
纯电动 汽车常用的锂电池有两种，一种是三元锂电池，一种是磷酸铁锂电池。
磷酸铁锂电池的正极由磷酸铁制成。
磷酸铁锂电池比三元锂电池更安全。
三元锂电池200℃开始燃烧，磷酸铁锂电池800℃开始燃烧。
大部分纯电动公交车会使用磷酸铁锂电池，大部分纯电动家用车会使用三元锂电池。
磷酸铁锂电池的能量密度低于三元锂电池，低温性能不如三元锂电池。
汽车制造商正在通过各种方式提高三元锂电池的安全性。
使用锂电池时，应该用正确的电压和电流给电池充电。
三元锂电池的负极材料是什么
三元锂电池的负极一般由石墨制成，石墨具有多层结构，可以容纳锂原子。
三元锂电池的正极由三元材料制成。
有的三元锂电池的阳极是镍、钴、锰，有的三元锂电池的阳极是镍、钴、铝。
三元锂电池能量密度高，低温性能好，但是安全性不是很好。
三元锂电池200摄氏度就会开始燃烧，所以我们经常能在新闻里看到纯 电动车 自燃爆炸的现象。
锂电池里有隔膜，可以让锂离子通过，但不能让电子通过，这样电子只能出电路。
电子通过外电路，外电路会产生电流。
这个隔膜非常重要。如果锂电池隔膜损坏，正负极会直接接触，导致电池起火或爆炸。
在使用锂电池的过程中，不要白万或刺破电池，这样会损坏隔膜。
各大汽车厂商都在不断尝试寻找提高三元锂电池安全性的方法。
如果正常使用，三元锂电池还是很安全的。
有些三元锂电池会因为温度过高而爆炸起火。
三元锂电池的正极材料是什么 @2019
电动汽车用的三元锂电池和磷酸铁锂电池各有什么优缺点？
三元锂电池和磷酸铁锂电池两种电池在性能上并没有绝对优劣。三元锂电池优势在于储能密度和抗低温性能。在储能密度上，三元锂电池因为电压高，其能量密度基本能达到240WH/kg，几乎是磷酸铁锂电池140WH/kg的1.7倍。
在抗低温方面，三元锂电池低温使用下限值为零下30度，相比磷酸铁锂电池低温下限值零下20度更有优势，同时在相同低温条件下，三元锂电池冬季衰减不到15%，明显高于磷酸铁锂电池衰减高达30%以上。
最后是制造成本方面，因为磷酸铁锂电池里没有贵重金属，因而生产成本较低。而三元锂电池因为采用钴金属，成本有所提高。
如果从安全性和成本角度综合考虑，确实磷酸铁锂电池更加合适。 而且电池低温加热技术也可以抵消磷酸铁锂抗低温能力差的劣势。
科学原理
锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。
在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌（习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，而负极用插入或脱插表示）。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，被形象地称为“摇椅电池”。
?动力电池打响“去钴战”
作者 ｜ 刘丹丹
编辑 ｜?王双双
5月18日，蜂巢能源的“无钴，芯未来”发布会，又一次将贵金属钴推上舆论关注的焦点。
作为一种银灰色富有光泽的金属，钴曾经是颇受艺术家青睐的蓝色颜料来源。然而伴随着电动汽车浪潮的兴起，钴“摇身一变”成为锂电池制造过程中不可替代的正极材料。
一边是水涨船高的钴金属价格，一边受制经济与工业水平大量使用童工的非法采矿，在非洲刚果（金）这片钴金属主要产地上，每一克钴元素可能都掺杂着鲜血。
不过，从今年开始，这种“魔幻”的现实或将得以改善。2月份特斯拉表示将自主研发含钴量可能为零的新电池、3月比亚迪推出刀片电池、5月宁德时代透露无钴电池技术储备、广汽新能源表示石墨烯电池量产研发工作将从实验室走上实车…...对于多家车企的一系列举动，业内人士表示，一场动力电池“去钴战”正在打响。
01
企业的“去钴化”探索
一直以来，在动力电池产业中，磷酸铁锂与三元材料电池之间的技术路线之争未曾停歇。更加安全的磷酸铁锂电池能量密度不高，续航能力更强的三元材料电池稳定性较差。尤其值得注意的是，三元锂电池在制造过程中还必须使用昂贵的钴金属当作正极材料。
尽管现在大部分车企在生产电动车时，都选择了三元锂电池，但“去钴”仍是新能源巨头车企以及动力电池厂商的重要研究课题之一。
作为全球新能源电动车的风向标，特斯拉也长期饱受电池成本之苦，公司CEO马斯克一直有着“无钴”的想法。2018年6月，对于有观点认为钴供给稀少将成为Model3扩产的“绊脚石”，马斯克回应称，旗下电池的钴使用量已低于3%，次代电池用量还将降至零。今年2月18日，特斯拉对外透露消息称，其将自主研发新电池。有业内人士告诉记者：“这种新电池的含钴量可能为零”。据了解，特斯拉将在5月第三周举办的“电池日”公布最新的“无钴”电池技术。
3月29日，比亚迪正式发布刀片电池。按照比亚迪官方透露的数据，刀片电池有极强的安全性和稳定性，在普通磷酸铁锂难以解决的能量密度问题上实现了不小的突破，“未来两年内规划单体能量密度提升至180Wh/kg，系统能量密度提升至160Wh/kg”。对此，业内人士评价道：“当更加安全的刀片电池克服了能量密度难题，三元材料电池将很快失去霸主地位。”
5月11日，宁德时代也透露了新研发方向。在2019年业绩发布网上说明会上，宁德时代董事长曾毓群表示，宁德时代有自己的无钴电池技术储备，目前研发进展顺利，正在想办法完善供应链，“因为是一个全新的、颠覆性的产品”。
5月13日，广汽新能源也对外宣布，今年底石墨烯电池量产研发工作将从实验室走向实车，广汽新能源埃安车型将搭载相关技术成果。据了解，这种“超级快充电池”仅需8分钟就可以将电池充电至85%，充电时间与传统燃油车的加油时间相当。
仅仅5天之后的5月18日，蜂巢能源正式发布两款无钴电池。在技术上，蜂巢选择通过用与钴相近的同族元素替代钴来实现“去钴”。据了解，该产品最早将于2021年6月份推向市场。
02
多重因素推动企业“去钴”
为什么“去钴”会成为趋势？这背后不仅涉及成本与技术，也牵扯到企业社会责任。
公开数据显示，截至目前全球探明的钴资源储量仅为700万吨左右。“由于战略稀缺性，中国、澳大利亚以及加拿大境内的钴矿资源已经处于限制开采状态。而伴随着5G的普及，钴价格更是一路水涨船高，今年最高已经达到28万元/吨，历史最高记录达到80万元/吨。”一位材料专家告诉记者。
以特斯拉曾经于2018年公布的Model3电池钴用量4.5kg/辆这一数据为例，按照当年年底钴报价34.7元/吨的价格计算，在2018年卖出约为138000辆Model 3的特斯拉，仅为生产Model 3就将花费超过2.15亿元购买钴金属。对于所有如特斯拉一样使用三元锂电池的车企来说，这将是一笔巨大的成本。
在成本之外，技术瓶颈也是“去钴化”的一个原因。国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组专家肖成伟曾表示，三元锂离子动力电池目前已经看到能量密度的“天花板”了，高镍材料、碳硅负极的锂电池单体能量密度最高在300Wh/kg左右，正负不超过20Wh/kg。
而最新公开数据显示，目前实现量产的三元锂电池单体能量密度普遍已经达到200wh/kg，包体160wh／kg，这意味着行业“天花板”已经触手可及。有动力电池研究人员告诉记者：“三元锂电池短期内已经很难有大的突破，厂商的下一步要么是研究去钴降低成本，要么是寻找新的技术突破口。”
或许相比于成本以及技术这两个原因，企业社会责任看起来与钴金属没有太大关系，但事实上这也是企业考虑“去钴”的重要原因。
位于非洲的刚果（金）地区拥有着占全球已探明钴储量的49%，但受限于经济以及工业发展水平，刚果（金）地区有大量的手抓矿（人力开采，往往使用童工）以及非法开采。同时，在童工、黑矿问题之外，非法采矿也给当地环境带来了一系列污染，受此影响，部分村落肿瘤发病率居高不下。对于使用钴的电动车型，有媒体曾经用“生来带着‘原罪’”来形容。
03
“去钴”存在无限可能
一边是新能源汽车产业对钴元素的依赖居高不下，一边是成本、技术以及企业社会责任要求实现“去钴”，“摆在企业面前的是一条两难的路。”动力电池专家告诉记者。
据上述专家介绍，钴作为三元电池的重要原料之一，主要起稳定结构的作用。目前还找不到其他的新材料可以替代钴在三元电池中的作用。三元电池谈论‘去钴化’只能说是降低钴的用量，如果想实现完全去钴，未来两到三年内，全球电池厂商都做不到量产。
“目前，三元材料的去钴发展方向，一是让材料具有更高电压，二是使材料具有更高容量。其中，在具备更高电压路线上，如果想要实现去钴，三元材料镍钴锰则变成二元材料镍锰酸锂，但目前还没有能与之匹配的电解液。因此目前更可能实现的路线是寻找高容量的材料”，在阐述完“去钴”路线后，该专家还告诉记者他关于特斯拉无钴电池的猜想，“或许是干电池技术+超级电容”技术。
据了解，特斯拉曾于2019年5月收购了全球超级电容与干电极技术领域的龙头企业——Maxwell，其已经在电池“去钴”上探索了多种可能。
在三元材料之外，该专家认为，本质为磷酸铁锂电池的刀片电池如果能突破能量密度限制，或许将有机会取代三元锂电池的地位。蜂巢能源最新发布的通过用与钴相近的元素替代的路线也存在无限可能。只不过，一切都需要交给时间来考验。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
三元锂电池需要钴吗
【太平洋汽车网】三元锂电池需要钴，新能源汽车电池主要分为三元锂电池和磷酸铁锂电池两类，这里三元锂和磷酸铁锂都是指的电池的正极材料，含钴电池，自然就是三元锂正极了。
锂电池的路线之争一直是近年的热点话题。和传统的磷酸铁锂电池相比，三元锂电池以其更高的性能，赢得了市场和政策的追捧，并超越了传统的磷酸铁锂电池，成为市场份额的老大。但有这样一家技术型企业，在三元称雄的今天，依旧坚持在磷酸铁锂上孜孜不倦研发，终于取得了新的突破。作为一枚理工男，今天扑克君就带各位认识这家企业，以及背后的锂电池江湖。
成为“改变世界的企业”，是一家企业的至高荣誉，也是企业社会价值的体现。继公布了2019年全球500强后，近日，《财富》杂志又评选出了“改变世界”的52家企业，而在前10名的榜单里，唯一的一家中国企业显得特别亮眼，就是响当当的“比亚迪”：改变世界的前10家企业，比亚迪是唯一上榜的中企（图片来源：财富杂志）比亚迪不仅改变了世界，也让自身不断发展壮大：据刚发布的2019年度半年报，比亚迪上半年营收621.84亿元，同比增长14.84%，净利润14.55亿元，同比增203.61%，但其中包括了从政府方面获得的7.1亿元补助；扣除补贴后净利润为7.4亿元，同比增209.98%。
（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）
锂电池含钴的好还是没钴的,哪个更胜一筹？
锂电池含钴的好，含钴更胜一筹。
钴作为锂离子电池的重要原料之一，钴能够明显提升锂离子电池的能量密集度。为了替代钴，电池厂商往往会新增镍的使用量，以提升电池的能量密度。但镍的使用量新增之后，会导致相应的电极材料的结构稳定性降低，进而影响到电池循环寿命和安全性。
所以目前还含钴的锂电池更好一些，而且目前看来，无钴化解决方法尚难以实现。所以选择的空间也不大。
钴基本性质：
钴的化合价为+2价和+3价。在常温下不和水作用，在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO，在白热时燃烧成Co3O4。氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。由电极电势看出，钴是中等活泼的金属。
其化学性质与铁，镍相似。高温下发生氧化作用。加热时，钴与氧，硫，氯，溴等发生剧烈反应，生成相应化合物。钴可溶于稀酸中，在发烟硝酸中因生成一层氧化膜而被钝化。钴会缓慢地被氢氟酸，氨水和氢氧化钠浸蚀。钴是两性金属。
