鉅大LARGE | 點擊量：697次 | 2022年03月24日
鈷在動力鋰電池中扮演著什么樣的角色?
幾百年前，在德國薩克森州有一個規(guī)模很大的礦床開采中心，大批的礦工聚集于此。原本平常的采礦作業(yè)因為一次事故變得不平凡，礦工們因二氧化硫、砷等毒氣中毒，以致提煉金屬工作不得不終止?？尚Φ氖牵@次事故讓那些終日迷信的人振振有詞，他們認(rèn)為是有“地下惡魔”在作祟。若干年后，人們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這次事故的“禍?zhǔn)住辈⒎菒耗В禽x鈷礦，一種含鈷的藍(lán)色礦石，中世紀(jì)在歐洲被稱為kobalt。
當(dāng)初中毒的礦工沒有白白奉獻(xiàn)，他們用自己的身體告知世人鈷的存在，這才有了后來鋰電池的廣泛應(yīng)用。被稱為“惡魔”的鈷如今可是香餑餑，其是鋰電池中不可或缺的金屬元素。于是我們看到全球鈷價在持續(xù)走高，儲量則在日益減少。不過，人類的聰明不在于發(fā)現(xiàn)，而在于利用且不依賴。種種跡象表明，鈷同學(xué)的“得寵”只是暫時的，它的替代品似乎不再遙遠(yuǎn)。究其原委，我們還要從元素周期表說起…
鈷在動力電池中扮演著什么樣的角色？
鈷在這個讓我們又愛又恨的元素周期表里序數(shù)是27，屬于小金屬，具有鐵磁性，可貴的是其化學(xué)特性比較穩(wěn)定，在常溫下不會與水和空氣發(fā)生反應(yīng)。格·布蘭特(G.Brandt)，瑞典人，他在1753年從輝鈷礦中分離出淺玫色的灰色金屬，從而被認(rèn)為是鈷的發(fā)現(xiàn)者，把鈷定位金屬元素和列入元素周期表里的人則分別是瑞典化學(xué)家伯格曼和拉瓦錫。
關(guān)于鈷的使用，從古至今一直沒有停過。古希臘人和古羅馬人曾經(jīng)利用它制造有色玻璃，中國唐朝彩色瓷器上的藍(lán)色也是鈷的杰作。后來到了20世紀(jì)，鈷及其合金在多個工業(yè)領(lǐng)域得到使用，比如機(jī)械、化工、航天等，我們熟知的一些催化劑、干燥劑、顏料、燃料等也是鈷以化合物的形式呈現(xiàn)出來的。可以說，如今的鈷已成為一種非常重要的戰(zhàn)略金屬。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
扯了這么些有的沒的，該切入正題了，也就是鋰電池。新能源車順利度過起步期后，如今在技術(shù)上雖談不上成熟，但已經(jīng)有了清晰的發(fā)展方向，在安全的基礎(chǔ)上最大限度提升續(xù)航里程成為重中之重。于是我們看到，比亞迪為了提升續(xù)航里程棄用了磷酸鐵鋰，轉(zhuǎn)而采用三元鋰電池。
在這片新的土壤下，鈷成為了決定性因素，至少目前看是這樣。為何這么說？
三元鋰電池大體分為兩類，一類是特斯拉使用的鎳鈷鋁(NCA)，另外一種是日產(chǎn)、寶馬等使用的鎳鈷錳(NCM)，但無論是哪種，鈷在其中起到了提升電池能量密度的重要作用。對于動力電池來說，此前鎳的比例并未得到特別的關(guān)注，這也給了鈷進(jìn)一步“得寵”的機(jī)會。
為何它讓人又愛又恨？
然而事情的發(fā)展遠(yuǎn)沒這么簡單！全球而言，鈷資源的總儲量大概在700萬噸左右，但分布很不平均，主要集中在剛果(金)、澳大利亞、古巴等國家，這三個國家儲量之和占到全球的七成。說到這兒聊個題外話，為了加速鈷的開采，剛果(金)這種比較落后的國家雇傭童工進(jìn)行手抓礦開采非常普遍，特斯拉和蘋果這種下游“大客戶”一直在加強(qiáng)供應(yīng)鏈的管理，但效果并不太好，這種現(xiàn)象至今仍未被禁止。
說回鈷，鈷在全球范圍內(nèi)雖然分布很廣泛，但含量相對于其它很多金屬并不高，其主要是伴生在紅土型鎳礦床、巖漿型銅鎳硫化物礦床和砂巖型銅礦床中，如果除去這些鈷，剩下的獨立鈷資源僅為17%左右。除了資源問題，還有一個影響不能忽視，那便是時局的影響。由于剛果(金)的政局長期處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，所以其礦產(chǎn)的出口政策存在著很大的不確定性，2007年剛果(金)就曾出臺相關(guān)政策限制鈷礦原礦和初級產(chǎn)品的出口。
鈷在下游的應(yīng)用近幾年猛增，這與新能源車的快速發(fā)展有直接關(guān)系。和大家分享一組數(shù)據(jù)，在2011年電池中鈷的需求量為22500噸，到了2015年，這個數(shù)字增至41000噸，增速達(dá)到了百分之八十以上，中國市場的電池消費增量達(dá)到了百分之九十以上。
當(dāng)然，我們不能把所有電池的增量都算到動力電池頭上，3C方面的使用量同樣不小(3C是指計算機(jī)(Computer)、通訊(Communication)和消費電子產(chǎn)品(ConsumerElectronic)三類電子產(chǎn)品的簡稱))。但再通過下面這組數(shù)據(jù)，各位就能清晰看出中國新能源市場的發(fā)展速度有多恐怖。
在2011年，中國新能源汽車產(chǎn)銷均為0.8萬輛臺，到了2017年新能源汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到了驚人的79.4萬輛和77.7萬輛，增長將近100倍。在世界上的地位，中國新能源市場也是不可撼動的老大，2015—2017年中國新能源連續(xù)3年產(chǎn)銷量位居全球首位。按照規(guī)劃，中國新能源汽車市場需求在今年將突破100萬輛大關(guān)，2020年這個數(shù)字將翻倍至200萬輛。
供不應(yīng)求和原產(chǎn)地這兩大問題，致使國際鈷價持續(xù)走高。今年3月份，美國聯(lián)邦公開市場委員會(FOMC)宣布，加息25個基點，將聯(lián)邦基金目標(biāo)利率區(qū)間上調(diào)至1.50%-1.75%。受此影響，國際礦產(chǎn)品價格普遍反彈，鈷價再創(chuàng)近年新高，收于9.48萬美元/噸，上漲5.8%。
看到這樣的局面，眾多新能源車企坐不住了，“鋼鐵俠”馬斯克在不久前發(fā)布的推特中稱：特斯拉的鈷使用量將從目前的3%降至0%。不可否認(rèn)，“去鈷化”已經(jīng)成為一個不可逆的趨勢，那么究竟誰會成為鈷的替代者？咱們接茬兒往下聊！
它是否會被替代？會被誰替代？
鎳成為替代者，絕對屬于“后院起火”的經(jīng)典案例，當(dāng)初與鎳共生存的鈷，就要面臨被鎳一腳踢飛的危險。目前很多電池制造商“悄悄”的改變了電池陰極的材料配方占比，將鎳/鈷/錳的配比從6：2：2改為了8：1：1。就動力鋰電池而言，目前的配比走勢非常明顯，以前都在使用的NCM111、NCM523，由于鎳含量沒有那么高，于是正在向高鎳的NCM622、NCM811以及NCA轉(zhuǎn)移。不過要注意的是，這樣的調(diào)整對于硬件和軟件都提出了更高的要求。
今年6月有海外媒體報道，松下公司表示將在不久的將來研發(fā)車用無鈷電池?！拔覀円呀?jīng)大幅降低了鈷的使用量，并希望在不久的將來實現(xiàn)無鈷電池，目前研發(fā)已在進(jìn)行中。”松下汽車電池業(yè)務(wù)的負(fù)責(zé)人KenjiTamura在與分析師開會時表示。松下的此番表態(tài)很容易讓我們聯(lián)想到前文所說的馬斯克推特，松下汽車業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人YoshioIto還透露，除了嘗試減少電池中稀有金屬成分，松下還試圖與客戶簽訂合同，希望能夠規(guī)避材料大幅漲價的風(fēng)險。
燃料電池可以讓電池?fù)碛懈L的續(xù)航里程，這一點毋庸置疑。目前很多車企都已經(jīng)有了相關(guān)技術(shù)儲備，自主品牌亦然。不過，如果要把燃料電池大規(guī)模商業(yè)化還需要克服很多難題。比如技術(shù)的成熟度、成本的有效控制以及使用場景問題等?，F(xiàn)代與豐田在燃料電池領(lǐng)域的發(fā)展處于領(lǐng)先的地位，它們也將這種新能源技術(shù)視為未來最重要的發(fā)展方向之一。
客觀點說，鈷被完全替代還需要很長一段時間，但替代者在路上的咄咄逼人已成事實。那么接下來最關(guān)鍵的問題已不是鈷會被替代，而是替代后是否規(guī)避最小風(fēng)險的同時能夠持續(xù)提升電池能量密度，使搭載新能源動力系統(tǒng)的汽車擁有更長的續(xù)航里程。此外還有一點，金屬礦的上游開采是否健康有效，這個問題不應(yīng)被忽視，其是新能源領(lǐng)域真正節(jié)能環(huán)保的一切前提。
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