为什么要研发无钴电池

为甚么要研发“无钴电池”？无钴电池VS石墨烯电池技术。在新能源汽车发展如火如荼的今朝，谁能在动力锂离子电池技术上获得大的冲破谁就能掀起一波行业变革，在新出行时代占领先机。今朝大家在电池这块做出的研究大致可以分为固态电池、燃料动力锂电池以及“无钴电池”，而这三种形态的电池其确实这些年一直都有小的冲破，而其中最被看好的也就是“无钴电池”。

为甚么要研发“无钴电池”？

1、钴价格贵：相关数据显示2018年探明的全球钴金属的总储量惟有710万吨，而特斯拉一辆Model3的动力锂离子电池用钴量可能就会达到10kg以上，所以倘若不考虑回收的话，最多到2026年全球就会出现“无钴可用”的状态。所以钴的价格就显得十分昂贵，约莫占动力锂离子电池成本的10%。

2、钴的开采问题：在已经探明的710万吨钴中有52%都在刚果，而刚果的政局比较杂乱，用“黑工”童工等问题严重，丝毫不符合人道主义，马斯克甚至描述三元锂离子电池是“带血的电池”。所以从各个方面来看“无钴电池”也是大家都要努力去研发的。

3、钴作为稀缺资源，其价格波动将很大程度上影响三元材料的价格。倘若新能源汽车产量进一步上升，意味着钴价可能重新暴涨。宁德时代、松下、LG化学等电池厂商都在努力推行电池无钴化，不过还未实现。

4、无钴电池不仅可以提高电性能、提升寿命和提高安全性而且可以降低成本，摆脱正极材料对钴的依靠。在现有三元体系的锂离子动力锂离子电池中，正极材料的成本占比达到30%~45%，以523体系为例，钴在其中的占比达20%，作为战略性的资源，钴的价格波动将会笔直影响到终电芯的成本。

无钴电池VS石墨烯电池技术

目前不少电池供应商和车企都将无钴电池作为将来的发展方向，这也是短时间内能有效降低三元锂离子电池成本的紧要手段之一，总的来说还是比较靠谱的。不过也有一些车企选择另辟蹊径，想搞出点一鸣惊人的大事情，比如广汽新能源近期公布的石墨烯电池。

此前三星集团等都宣布要研发石墨烯电池，但最终均以失败告终。截止目前，市面上并不存在一款真正的石墨烯动力锂离子电池，仅有比亚迪秦、唐通过石墨烯改性（石墨烯粉末添加到电极材料的制作过程）起到导电添加剂的效果，即便如此这有关制作工艺的要求已经非常之高，导致这一技术路径至今使用依然不太广泛。

目前几乎所有的商品锂离子电池都采用石墨类负极材料，在负极性能相近的情况下，锂离子电池的性能很大程度上取决于正极材料，因此石墨烯在电池中的使用有可能是正极也有可能是负极，而由于石墨烯成本是以往材料的几千倍，并不会有厂商把一个电极的材料全换成石墨烯，所以基本就不存在石墨烯电池，只存在“掺/用了石墨烯的锂离子电池/铅酸蓄电池等”。

简单来说电芯无钴化的关键有两个：其一是通过掺杂无未成对的电子自旋特定元素，减弱电子超交换的现象，从而降低锂/镍元素的混排；其二是通过掺杂M-O键能大的元素，从而减缓晶体在充放电过程中体积的变化，起到稳定结构的用途。

无论电池技术的路线怎么变，但它根本的目的是让电动汽车变得充电快、安全高、跑得远。而多种路线的出现，也正在说明目前的技术道路依然没有最优解的方向出现，有关国内我们希望找到弯道超车的方法，也希望能有更多的想象力，这是人类社会进步的动力。