「深度」特斯拉掀起无钴电池风云，是噱头还是可触到的现实

9月28日，北京新能源车展开幕首日，特斯拉电池日过去的四天后，蜂巢能源发布无钴电池家谱，E&H两大平台可实现A00-D级车型全场景应用，可覆盖300至800+公里车型。

在发布会上，蜂巢能源官方透露：长城 汽车 正在规划续航700km的纯电A级车和续航600+km的纯电SUV。

在正在进行的2020北京车展上，几乎所有的车企都推出了自己的新能源技术和量产车型。中国动力电池新势力公司蜂巢能源在9月28日的新能源展馆，发布了无钴电池产品的规划，开启无钴产品家族的全球首秀。

双平台无钴电池覆，盖300-800公里全系车型

蜂巢能源的无钴电池产品分为E平台和H平台，共规划四款产品，分别是容量为90Ah的VDA 1.5x（尺寸为39x148x102.5mm）无钴电芯、容量为115Ah 的VDA 2x（尺寸为52x148x112mm）无钴电芯、容量为115Ah的MEB 1.5x（尺寸为33.4x220x102.5mm）无钴电芯和容量为226Ah的L6（尺寸为21.5x574x118mm）无钴电芯。

E平台和H平台所诞生的无钴电芯在材料技术上有所不同。E平台电芯材料主要采用高浓度阳离子掺杂和纳米网络化包覆、微观粒径控制、嵌锂路径优化，2021年容量160mAh/g，2023年提升至170mAh/g；H平台电芯材料则主要采用纳米网络包覆技术、单晶化技术、阳离子掺杂的氧八面结构，2020年容量180mAh/g，2022年能提升至185mAh/g。

蜂巢能源H平台和E平台所生产的无钴电芯，对应的是不同的车型定位市场，覆盖从300-800公里以上的全系车型，可实现从A00-D级车型上的全场景应用，并支持全品类终身质保。

H平台主打中高端市场，800km长续航，具备替代三元高镍的能力

H平台的115Ah无钴电芯（标称容量）和226Ah（标称容量）无钴电芯，对应中高端车型和高端车型，目前已经具备了在长里程车上替代三元高镍的性能水平以及成本竞争力。115Ah无钴电芯能量密度245wh/kg、大于3000次循环的寿命，相比同级高镍三元电池，可实现能量密度提升2%、寿命延长50%、成本降低8%。

115Ah无钴电芯搭载于长城 汽车 规划的纯电A级轿车中，续航将达到700km，而搭载于纯电SUV中，可实现600+km的续航。

226Ah电芯采用蜂巢能源第三代高速叠片工艺，能量密度235wh/kg、大于3000次循环的寿命。

相比同级的高镍三元电池，能量密度提升1.7%、寿命延长50%、成本降低12.5%，在先进的矩阵式 PACK 设计支持下，可实现整车最长续航突破800公里的优秀水平。

E平台主打经济车型，具备替代磷酸铁锂电池能力

E平台的90Ah无钴电芯（标称容量）和115Ah（标称容量）无钴电芯，主要应用中里程车型，两款电芯循环寿命可达到4000次以上，相比同容量磷酸铁锂电池能量密度提升20%，并降低17%的成本。

E平台的无钴电芯在中里程的车上，已经具备替代铁锂产品的性能和成本竞争力。

无钴是必须的！

无钴电池通常被认为是从镍钴锰三元锂电池中去除钴。由于钴储量小，产量不稳定，若能将钴去除，电池成本将大大降低。

在三元锂离子动力电池中，正极材料的成本占比约30%—45%，这其中，钴占有一定比重。以 523体系为例，钴的占比达20%。钴元素并不参与电化学反应，在高镍的同时降低钴含量，是提升电池能量密度和降低成本的好方法。因此，在当前以高镍体系为共识的大前提下，松下、LG、宁德时代等国际主流动力电池企业都在将低钴及无钴化电池作为下一代动力电池研发方向。

即将到来的电动 汽车 热潮将显着增加全球对钴的需求。目前，钴元素的市场价格在28万元/吨左右，而据统计，一辆特斯拉Model 3大约需要消耗掉7公斤的钴，而一辆Model S则要消耗掉13.68公斤的钴。

有数据预测，全球电动 汽车 库存将从2017年的320万辆增加到2030年的1.3亿辆，因此未来十年钴的总需求量将增加三倍，预计在2020年出现需求超过供应的局面，这将成为妨碍电动 汽车 发展的因素之一。

蜂巢能源率先将无钴电池装车路试

目前，全球电池供应商和包括特斯拉在内的车企都在设法减少钴在三元锂电池中的用量，甚至是寻求无钴的电池方案。蜂巢能源总裁杨红新在发布会中表示：请走“钴”奶奶和告别紧“钴”咒，将确保主机厂、电池厂供应链的稳定性， 预计2025年全球XEV动力锂电池装机350GWh，用钴金属6.5万吨，如全部使用无钴电池，总成本可降低26亿美元。

蜂巢能源将成为第一个把无钴电池装车路试的动力电池企业，150℃热箱测试、过充测试均轻松通过，循环与日历寿命也远高于目前量产三元锂电池水平，这也标志着无钴电池正式进入实质性的落地阶段。

蜂巢能源，前身是长城 汽车 动力电池事业部，2012年起开始电芯预研，2016年12月成立电池事业部，2018年2月独立为蜂巢能源 科技 有限公司，截止今日，蜂巢能源已经成立959天。

蜂巢能源业务涉及电池材料、电芯、模组、PACK、BMS、储能和太阳能技术的研发、制造和创新技术。

蜂巢能源拥有超过2700名员工，其中包括1400名研发人员，到2020年研发投入约30亿元，到2025年全球工厂建设计划投入超过260亿元。目前在规划布局的全球七大研发中心中，保定、韩国、上海和印度的研发中心已经投入使用。

蜂巢能源今年8月实现动力电池装机量21.94MWh，环比增长80.6%，在中国市场动力电池装机量中排第19名。蜂巢能源今年4月开始提供动力电池配套装车，连续5个月环比高增长。根据杨红新总裁预计，10月份将力争进入前十。

蜂巢能源宣布：今年11月将在无锡举办蜂巢电池日，届时将有更多详细的 科技 成果进行发布。

这说明目前特斯拉还在忙于大幅的横向扩张，对于纵向的电池技术无钴化这个命题的研究，仅仅是个实验室中的项目罢了。

01特斯拉大跨越扩张

特斯拉虽然在中国市场Model3的接连降价，被一众媒体和车主吐槽割韭菜。就连韩寒也自称被特斯拉割了韭菜。但是进入到30万之内的特斯拉Model3，在这个市场是爆炸级的。李斌也曾无奈的表示，特斯拉能做到那么低的价格，但是我们确实没办法。

吐槽归吐槽，特斯拉的价格下沉，迅速助力了特斯拉股价破千，正式打败 丰田 成为全球市值排名第一的车企。特斯拉的步伐还在扩张，尤其是在中国。

今年1-4月，国产特斯拉共计上险20,169辆，其中北上广深四地的上险量占到了57.5%。5月中旬，特斯拉中国副 总裁 陶琳表示，上海工厂预计今年6月就可实现周生产4000辆的目标。特斯拉计划新增入住包括东西南北四大区位，共45座城市，这一计划落地之后，意味着特斯拉体验中心将会遍布了全国34个省份和自治区。

而且马上特斯拉还要在中国推出新车：ModelY，这将会是对市场的又一大刺激措施。以特斯拉的这种扩张速度来看，它未来一年在中国销量目标是奔着翻倍去的。所以根据消息，特斯拉每年需求钴的供应量约为6000吨，约占今年新能源车钴需求量的21%左右。

据外媒报道，特斯拉正与美国得克萨斯州特拉维斯县（Travis）政府就建厂事宜谈判，后者针对工厂建设提出一系列补贴政策，以吸引特斯拉的投资。据悉，一旦双方合作达成，特斯拉有望在得州首府奥斯汀再添一座电动车装配厂。

也就是说，目前的特斯拉已经在为扩产后的工厂准备材料了，而钴在特斯拉的电池里依旧必不可少。

02为什么特斯拉离不开钴？

此前，特斯拉一直强调其未来方向是使用"无钴电池"。今年2月，特斯拉同意自宁德时代购买不含钴的磷酸铁锂电池，以用于国产Model3车型。6月11日工信部发布的新能源汽车推广应用推荐车型目录(2020年第7批)中，特斯拉Model3标准续航版搭载为无钴的磷酸铁锂电池。该电池重1,745千克，较之前使用三元电池重131千克。

但是为什么特斯拉扭头又买了这么多钴？

首先因为特斯拉作为一家典型的股价驱动型企业，除了要生产研发和卖好产品以外，还要时不时的搞一些新概念刺激市场。所以特斯拉提出的这个无钴概念，真的可能是未来的大方向，但是要实现可能要等到十数年之后。

目前中高端动力电池仍然以含钴的三元材料为主流。三元材料现在占据高能量密度的高端市场主流，低钴高镍已是不争的大势所趋，但当前主流仍是NCM523、622，NCM811渗透率仍然有限，低钴高镍仍然任重道远。

虽然钴相关上市公司当时被特斯拉和宁德时代一个无钴的会晤直接把股价打到夭折，但是根据行业内的分析，钴在未来几年中，还会持续性的稳健的增长。智能手机和智能汽车依旧会是供应主力。

但是下一步特斯拉会往哪走？就是解决ModelY的中国产能。

根据业内人员预计，2020-2021年钴的供需缺口在1万吨以上，结合2020-2021年钴供需缺口来看，2021年的供给缺口将比2020年更大，供需反转将催生钴金属价格的第三轮牛市。

而特斯拉在此时签订钴金属的订购大单，实则是抢筹。虚晃"无钴化"的一枪之后，面对国际市场即将飙升的钴价，还有自身发展的巨大需求缺口，特斯拉先一步进行抢购钴资源。

在搞定钴之后，对于特斯拉来说，目前最大的瓶颈就是产能，尤其是中国的产能。特斯拉在来华建厂之前，松下一直是其唯一的电池供应商。特斯拉CEO埃隆——马斯克曾发推文抱怨称，松下电池产量不足耽误Model3轿车的生产。而松下则表示，虽然特斯拉在产量和单车售价上不断提高，但其经常被特斯拉要求"压低"电池价格。

虽然外媒报道，目前特斯拉ModelY的产能已经实现了提升，周期缩短了一个月，但是从目前的情况来看，这仅仅是松下的电池供应和特斯拉北美工厂突破了一个瓶颈。特斯拉在提交给美国证券交易委员会（SEC）的文件中披露，公司与日本松下公司签署了一项为期三年的定价协议，涉及美国内华达州超级工厂锂电池的制造和供应。

但是特斯拉能否更近一步还要看中国市场，根据目前得到的消息，虽然北美市场ModelY已经很成熟，但是特斯拉想要在中国交付ModelY至少也要等到明年，而且这还是要在和宁德时代完成电池方面供应和匹配需求的情况下。所以现在对于特斯拉来说，时间紧任务重，抢钴保生产才是当下要紧的。浪费时间琢磨给旗下都换上无钴电池，那可能是几年之后再琢磨的事情了。@2019

日前，蜂巢旗下的另一个重要组成部分蜂巢能源，也正式发布了两款全新的前瞻性的无钴电芯，按照计划，蜂巢能源的首款量产化无钴电池将会为明年六月正式实现量产。

从蜂巢能源发布的信息来看，此次发布的两款无钴电芯容量分别为115Ah和226Ah。前者的外廓尺寸为33×220×101.6mm。能量密度为245Wh/kg，或575Wh/L。后者的外廓尺寸为575×21.5×118mm。能量密度为226Wh/kg，或590Wh/L。

从单纯的物理数据来看，这两款无钴电芯的的能量密度已经超过了传统的622型三元锂离子电池和811三元锂电池。而通过一系列的矩阵式组合之后，搭载这一技术的某款在研新能源动力车型，可以在有限的车身电池布局空间内，实现880公里的续航里程。结合此前蜂巢能源发布的叠片电池技术来看，这很有可能是二者共同作用的结果。

根据蜂巢能源官方发布的信息显示，这两款无钴电池可以被运用到目前绝大部分的纯电动车型平台上，并且得益于无钴化的设计架构，其还具备了出色的循环寿命和日历寿命，在整车端可实现15年或120万公里的质保。最重要的是，这两款无钴电池已经不再是概念化的产品，它已经具备了量产化的基础。

从这几项基础性能来看，似乎，蜂巢能源此次发布的两款无钴电池，将会掀开纯电动动力车型的新的一页。没错，一直以来，制约着纯电动动力车型发展的短板，或者说，让新能源车产生续航里程焦虑，难以在市场范围内自发普及开来的短板，就是电池技术而电驱动以及能源管理系统，其实现在已经很成熟了。电池技术的短板也使得纯电动车的电驱动桥可以提供的更好的驾乘质感，被短接了起来。

为了解决这个问题，我们也看到了诸多的动力电池解决方案，从最遥远的燃料电池，再到中长期的固态电池，再到现在的基于传统三元锂离子电池进行的改进。都在围绕着动力电池的密度提升，加快充放电速度以及降低动力电池的成本在做着努力。

就眼下的技术发展趋势来看，无钴化或者少钴化，是动力电池产业发展在现阶段的一个重要技术方向。

原因很简单，钴，太贵了。

根据相关统计数据显示，钴在地壳中的丰度仅为0.0025%，据此推算，全球陆地的钴储量大约为710万吨，而且这其中52%的钴，都集中在刚果（金）。而被挖出来的钴，又有50%都消耗在了锂电池上。物以稀为贵，再加上储量集中，最近几年里，钴矿的价格一路飙升。照这样下去，马上就要飙到电池企业不可接受的地步了。

再加上现在新能源动力车型在全球 汽车 产业内的蓬勃发展，以及个人电子消费产品需求的不断扩大，预计到2026年以后，钴矿，就要供不应求了。再要找钴矿石，怕是要到月球上去了。

所以，动力电池的无钴化技术转型，单纯的就是为了降成本。不过，不要认为降成本就一定是个贬义词，相反的，降成本的落地是实现产业化的基础。比如说，燃料电池技术就是因为早年间质子交换膜一定要用到铂，没错，就是结婚钻戒的那个铂，成本高昂才难以得到量产化的普及，一直到丰田找到了一种碳。这是后话，这里暂且不表。

从传统的三元锂离子电池组的发展来看，近年来越来越多的新能源动力车型开始使用了811三元锂离子电池，比如说广汽的Aion系列就是一个典型的代表。所谓的811电池，其实就是其正极材料中镍钴锰的含量，按照80%：10%：10%的比例构成的三元锂电池。

据此往前追溯，三元锂电池还被分为523、622等型号。目前，在新能源动力车型市场中占主流地位的型号，是622型。而特斯拉所采用的动力电池，则是镍钴铝的结构。

在三元锂电池的三种正极元素的构成里，镍含量的高低决定了电池组能量密度的大小，但是，镍含量过高会导致三元锂离子电池组的稳定性变得很差。而锰和铝则是起到一个提高电池循环化学稳定性的作用，其中，镍钴锰的晶体结构又比镍钴铝的晶体结构稳定一些，不容易出现什么胀气或者是过度发热的情况。对，手机电池经常鼓包就是因为用的镍钴铝的晶体结构不稳定所致的。所以，现在的绝大部分新能源动力车型，都是用的镍钴锰的构型。

那么，钴在这其中是干什么的呢？这事还真可以从字面上来理解，介于镍和锰之间，用来稳定材料的层状结构，同时提供镍钴锰材料的循环性能和倍率性能。嗯，就是这样一个看似无关紧要，但是又不能没有的角色，占掉了三元锂离子电池的绝大部分成本。

作为一种全新的新能源动力电池，除了蜂巢能源之外，宁德时代、比亚迪等传统的电池企业都在摸索动力电池的无钴化架构。在国际市场上，LG化学、松下等动力电池供应商也都在着手研究四元锂电池的架构，以尽量减少钴元素在电池中的使用量和依赖程度。

比亚迪早年间推出的磷酸铁锂电池，从本质上看也是一种无钴电池，在整个大趋势的推动作用下，比亚迪也在今年推出了基于磷酸铁锂电池的技术架构，进一步优化结构推出了磷酸铁锂刀片电池，大幅度的提升了其能量密度。而特斯拉也在不久前宣布，将会与宁德时代共同研发基于磷酸铁锂技术打造而来的单芯电池。

从目前蜂巢能源所公布的NMY无钴电池的名称来看，它应该是采用了镍锰钇的材料，钇是一种稀土金属元素。虽然在地壳中的含量同样不高，但是40%的钇都集中分布在中国。

所以，这也是一种资源优势。而根据蜂巢能源的信息显示，全新的无钴电池也实现了高续航能力和安全性的提升，尤其是在安全性上，完全优于三元锂电池。

那么这样一来，蜂巢能源的这一波操作，可能真的要开创电动车的2.0时代了呢。

5月18日，蜂巢新能源发布的无钴锂电池新品，让我们进一步看到了它的魅力。无钴锂电池更安全、续航里程达到880公里以上，电池衰减慢等这些优势都让我们清楚的明白，未来的新能源汽车领域势必会属于它。

3大痛点制约新能源汽车的爆发

中国是新能源汽车产销大国，也是振兴民族工业的最好版块。传统燃油车时代，发动机是核心也是我们的大短板。纯电新能源汽车车时代，驱动转变为电力，电池成为关键也是成本最高的核心部件，如今我们有着全球领先的动力电池品牌，有弯道超车的大好机会。

去年我国新能源汽车产销纷纷突破120万辆，而这仅是整体车市的5%左右，伴随未来基数庞大的传统燃油车都相继更替为新能源车，这里面还有巨大的市场等着去发掘。在现有的规模中，已经涌现出一批动力电池相关的企业。如以三元锂电池为代表的宁德时代和磷酸铁锂电池的比亚迪。它们均在早期政策大力扶持新能源汽车的发展中，取得了爆发性的发展。

目前纯电动新能源车型，主要以这两种电池为主。三元锂电池，能量密度高，可显著提升电动汽车的续航里程，满足车辆的高能量需求。不过其在安全性能和使用寿命上是软肋，自燃车型出现较多。

而磷酸铁锂电池发热量少，安全性好，但续航偏短，在追求高续航的情况下，这有点不符合主流。尽管相关厂家有在通过结构设计创新来增加电池容量，但增加重量带来的电耗也将随之增加。

因而，新能源汽车目前常用的这两种电池有利有弊，存在着安全、续航里程焦虑、电池衰减这3大主要痛点，无形中制约了新能源汽车的进一步爆发。那么，动力电池领域如何破局呢？

无钴锂电池成新能源汽车更好的选择

难道新能源汽车就真的没有更好的解决办法么？近日，蜂巢新能源发布的无钴锂电池就是很好的解决办法。在发布会上，蜂巢新能源推出的黑科技全新的薄片式的"无钴电池"能够解决上述三大痛点。他们是如何做到的呢？

其实，无钴材料并非蜂巢新能源独创，在无钴材料的开发道路上，科学家们已经持续走了20年。自从钴酸锂成为首个商业化的正极材料以来，由于钴的昂贵性和稀缺性，人们就一直在寻找可替代钴的其它材料。科学家们在合成镍锰酸锂的路上不断探索，但在无钴材料进入实际应用的道路上，一些关键问题始终没有得到很好的解决。蜂巢新能源通过持续海量资源的大量研发测试，最终通过多种复合技术得以解决。

其中，阳离子掺杂技术，可提高材料的上限电压，实现能量密度比磷酸铁锂提高40%，使能量密度提高成本降低；单晶技术可以改善电池的安全性和寿命；纳米网络化包覆，有效的改善高电压下的材料循环性能。这是突破无钴技术瓶颈关键的三大黑科技。

材料开发成功，看到了解决新能源电动汽车3大痛点的希望，但是要将它们运用到电动汽车上，还需要卓越的电芯设计、PACK设计和制造技术，也就是在卓越材料的基础上做出卓越的电池。

蜂巢新能源叠片电池的开创，可以使无钴电芯在能量密度方面再提升5%、循环寿命上再提升10%。而电池的矩阵PACK设计,保证了电池的安全性能。当然，最后就是投产制造了。蜂巢新能源已经投产了AI智能动力电池工厂，采用世界最先进的电池自动化生产设备，自动化率达95%，实现智能生产，能源回收系统，零排放等全球领先地位的多重优势。

这也得以呈现出续驶里程超过800公里，超过15年120万公里的超长寿命，以及更加安全可靠的无钴电池。新品发布会上，蜂巢新能源的L6薄片无钴长电芯，正在与长城汽车的一款高端车型做适配开发，搭载我们先进的矩阵式PACK设计，可以实现880公里的续航，预计2021年下半年推向市场。

卓越的材料，创新的工艺，先进的工厂这些铸就了蜂巢新能源先进的无钴锂电池。它具备高能量，高寿命，高安全的显著特点，而且摆脱了对钴元素的依赖，更加绿色环保，毋庸置疑是为新能源纯电动汽车的更好选择。

新能源汽车的未来属于无钴锂电

新能源汽车发展的初衷，就是要摆脱传统燃油车对不可再生资源石油的依赖，减少环境污染的环保之举。如今纯电动汽车完成了对石油依赖的，不过在电池方面，主流的三元锂电池对稀有元素钴依赖大，很可能成为未来电动汽车发展的瓶颈。

众所周知，钴是稀缺金属，是当下锂电池材料的重要组成部分。而我国钴元素稀缺依赖进口，严重限制了国内电池企业的发展。加上钴元素目前消耗快，如今有一半以上是用在锂电池上，一辆特斯拉电动车要用13.68公斤的钴，如果不加以改进，钴元素将在2026年左右将难以满足供应需求，对未来新能源汽车是一大挑战。

所以，科学家们一直在不断研究电池材料中减少钴元素，尽量少钴或无钴。今天，蜂巢能源推出的新品，将正极材料中的钴含量减到0，钴终于被彻底去除。锂电池迎来了一个新的品类——无钴电池，它将会是是新能源纯电汽车的未

编者有话说：从燃油车时代的后起，技术受制于人，到如今新能源汽车兴起，我国逐渐掌握了核心技术，尤其是在电池领域。不管是磷酸铁锂还是三元锂电池到今天最新的无钴锂电池，夯实了我们国产车企弯道超车的机会。而未来以蜂巢新能源为代表的动力电池企业，也将愈加成为主流，带动无钴锂电池新能源汽车的高速发展。

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