8月29日，全球首款搭載無鈷電池的新能源汽車——尤拉櫻桃貓釋出。
這標誌著首款無鈷電池正式量產裝車階段。
這款無鈷電池包的供應商就是近期風頭正勁的蜂巢能源。
蜂巢能源無鈷電芯
電池的發展是個平衡藝術，在效能方面，需要平衡安全、能量密度和成本；供應方面，需要平衡原材料供應安全，可持續性和成本。
電池企業面臨的共同問題是，如何在成本更低的情況下，做出效能更均衡，且符合車用標準的電池。
藉著蜂巢能源無鈷電池的量產裝車，《電動汽車觀察家》梳理下中國幾家代表性企業，現階段解決上述問題的方案：寧德時代採用的是CTP（cell to pack，無模組電池包）和鈉離子電池；比亞迪方面，採用刀片電池（也是CTP方案）和磷酸鐵鋰技術；而蜂巢則採用的CTP和無鈷電池技術。
對比這些技術路線，《電動汽車觀察家》發現，比亞迪和寧德時代都採用了能量密度更低的正極材料，雖然解決了成本和供應安全，但是犧牲了產品的效能；蜂巢選擇的方案，在兼顧成本和供應安全的同時，能夠做到能量密度犧牲最小、甚至接近無損。
1
櫻桃貓首亮相，後續車型逐步亮相釋出
要了解無鈷電池到底如何，要看看櫻桃貓的各項效能。
櫻桃貓定位A+級SUV，搭載的無鈷電池包的總電量為82。5kWh，系統能量密度170Wh/kg，常溫工況續駛里程600+公里，續駛里程在中國同類產品中處於前列。
長城尤拉櫻桃貓——搭載無鈷電池的首款車型
效能方面，櫻桃貓5秒內可實現整車百公里加速；防水效能達到IP67；低溫情況下，能量保持率高，加熱速度快。
蜂巢能源董事長兼CEO楊紅新介紹說，他們的無鈷電池包可以實現每小時49℃的加熱速率，也就是說從-20℃把電池加熱到常溫，只需要不到半個小時。
據蜂巢方面的介紹，無鈷電池包經過了全面的效能和零部件安全測試。
楊紅新表示，蜂巢能源的無鈷電池在國標和特別的安全測試方面，例如底部球擊、踩踏、錘擊、側柱碰、電池包、內部冷卻液洩漏、電化學腐蝕、碎石衝擊等方面，全部達到了最高標準，遠超國家標準的要求。
此外，
無鈷電池包順利通過了150℃的熱箱、140%SOC的過充等系列安全測試，
還獲得EC62660-3/GB T31486-2015/GB 38031-2020/ UL2580等多項認證。
在低溫效能方面，無鈷電池也有明顯提升。蜂巢能源第二代無鈷電池的快充倍率提升到1.6c也就是從現在的45分鐘充到80%，降到30分鐘以內衝到80%，進一步拓寬無鈷電池的應用場景。
基於此，蜂巢能源無鈷電池覆蓋範圍，從A00級到B+級，續駛里程覆蓋400—800公里以上車型。
資料來源：蜂巢能源
不過需要說明的是，蜂巢第一代無鈷電池包並未選擇CTP技術，採用的是meb標準的模組。接下來，蜂巢能源還會採用大模組和CTP技術，進一步提高電池包的體積能量密度，並提高安全性。
明年還會看到其它無鈷電池車型訊息。
據楊紅新介紹，長城體系內，目前確定了兩款搭載無鈷電池的車型，一個是尤拉品牌，一個是沙龍品牌；“長城體系外，吉利商用車將有一款皮卡；還有兩家新勢力企業在溝通，有望定點。”
除了中國自主品牌，日本和德國也有幾家車企在測評蜂巢的無鈷電池。
目前，
蜂巢能源已經規劃了10GWh無鈷電池產能；到2025年，無鈷電池的產能將超過50GWh，並實現與三元電池共線生產。
瞭解了蜂巢能源無鈷電池的基本情況後，來看下中國電池企業在平衡電池效能和供應安全時，做了怎樣的選擇。
2
比亞迪的路線：CTP和磷酸鐵鋰
以比亞迪為代表的企業，開始大規模迴歸到磷酸鐵鋰路線。
作為最直接降低成本，且供應安全的技術路線，目前中國大批車企和電池企業跟隨，搭載磷酸鐵鋰電池的車型迅速增長。
磷酸鐵鋰材料供應安全、成本不高、迴圈壽命長，但是能量密度低，比亞迪為了解決這一問題，採用CTP（無模組）刀片電池進行結構進行最佳化，電池包空間利用率達到60%以上，但是材料本質能量密度低的特點並未解決，這就劃定了上限。
比亞迪刀片電池的代表作就是比亞迪漢。比亞迪已經發布了純電動全系“佩刀”的計劃，比亞迪的全部產品都會陸續搭載刀片電池。
根據2020年的合格證資料，比亞迪漢所用的刀片電池，單體能量密度在166Wh/kg左右，電池系統的能量密度能夠做到140Wh/kg。
目前看，磷酸鐵鋰電池已經量產的電芯能量密度最高在200Wh/kg，仍然明顯低於三元電池的能量密度。
由於電芯能量密度較低，成組後的電池包能量密度只會更低，長期發展來看優勢並不明顯。
3
寧德時代路線：CTP和鈉離子電池
為了提升能量密度，寧德時代也採用CTP技術，來提升電池包的能量密度並降低成本。
在材料層面，寧德時代改弦更張，繞開鋰釋出了鈉離子電池。
鈉的資源夠豐富，原材料供應不存在問題；電池安全性高，能做到針刺、擠壓、過充、過放等安全專案測試中做到不起火不爆炸；
但是短板在產業鏈不完善，並且電芯本身能量密度不高。
鋰本身並不稀缺。根據USGS資料，全球鋰資源總量為8600萬金屬噸（折LCE約4。58億噸），而未來隨著勘探的深入，鋰資源儲量有望繼續增加。但是，全球鋰資源的分佈並不均勻且高度集中，南美鹽湖“鋰三角”以及澳洲鋰礦合計佔全球鋰資源儲量的65％。
為了減少對鋰的需求，寧德時代釋出了鈉離子電池。
根據寧德時代釋出會上的資料，他們第一代鈉離子電池的單體能量密度為160Wh/kg，第二代在200Wh/kg。
就目前的資料來看，鈉離子電池單體能量密度低於磷酸鐵鋰電池。
寧德時代為了解決這個問題，採用鈉離子和鋰離子混搭的方式，來彌補電池包能量密度不足的短板。
目前推測，大機率採用的是三元鋰離子電池和鈉離子電池混搭的方式。
寧德時代採用鈉離子，可以平衡成本、安全和供應安全等，但是鈉離子電池能量密度，現階段比磷酸鐵鋰還低。值得注意的是，混用時鈉離子電池採用越多，電池包能量密度就越低。
現階段比亞迪和寧德時代的方案，本質上是透過犧牲電池能量密度，即電池效能，來平衡成本和供應安全，而且短期內兩種技術能量密度的天花板都比較低。
4
蜂巢的CTP和無鈷電池路線
蜂巢能源除了採用業內近期比較流行的CTP電池包方案外，在材料層面，蜂巢考慮從三元電池中去除鈷元素。
蜂巢能源的無鈷電池包
這並非新思路。早在2018年，松下宣佈正在開發無鈷電動汽車電池。 特斯拉CEO馬斯克在社交媒介上表示，在特斯拉Model 3的電池中，含鈷量已經降到不到3％。他們將繼續改進技術，爭取在下一代電池中完全拋棄鈷，但是目前仍未看到有產品落地。
蜂巢能源卻是全球首個落地無鈷電池的企業。
目前，
蜂巢能源量產的無鈷電芯H能量密度在240Wh/kg，以及2023年SOP（Start Of Production，小批次生產階段）的無鈷H plus可以做到250Wh/kg，明顯高於磷酸鐵鋰和鈉離子電池。
蜂巢能源的無鈷電池基本可以在較小、甚至接近無損能量密度情況下透過去除鈷，從而降低原材料成本。
櫻桃貓搭載的無鈷電池包能量密度，目前做到170Wh/kg，遠高於磷酸鐵鋰電池140Wh/kg的水平。
根據楊紅新介紹，蜂巢能源後續無鈷電池將採用CTP或者大模組的形勢，電池包能量密度有望超過180Wh/kg。
此外，在安全性方面要高於目前的高鎳三元電池。可以透過150℃的熱箱實驗、 140%SOC的過充實驗，以及2mm的淺層針刺實驗。
在原材料材料可持續性方面，鈷的供應比鋰更為緊張。全球已探明的鈷礦儲量大約700萬噸。要知道，鎳、錳、鋁等礦產都是數十億乃至百億噸級別的儲量，兩相對比，可以看出鈷屬於非常稀缺的金屬。按照2019年全球14萬噸的開採量計算，鈷還可以開採約50年。
中國的鈷儲量更少。中國已探明的鈷儲量僅為8萬噸，佔全球總儲量的1。14%。這就意味如果沒有無鈷方案，中國就只能依賴進口。
鈷的另一問題，在於產地非常集中，主要在剛果、澳大利亞和古巴，且集中在嘉能可、洛陽鉬業、歐亞資源等幾大礦業集團手中，導致下游議價能力較弱，在價格上漲期，價格很可能遠超電池企業的承受能力。
當然，蜂巢能源不是唯一一個深耕無鈷電池的企業，韓國、美國的材料科學家都在研究無鈷正極材料，許多研究人員認為鈷的問題基本得到解決。
寧德時代對無鈷電池的規劃，則是放在2024年左右。
資料來源：寧德時代ppt
總結上述路線可以發現，比亞迪和寧德時代都採用了能量密度更低的正極材料，雖然解決了成本和供應安全，但是犧牲了產品的效能；蜂巢選擇的方案，在兼顧成本和供應安全的同時，能夠做到能量密度犧牲較小，最大程度保留了三元電池能量密度的優勢。
蜂巢能源邁出的這一步似乎更有優勢。
當然，需要明確的是，無鈷電池作為一個全新的解決方案，其可靠性還需要時間來驗證。
——END——
