“無鈷”電池，是鋰離子電池的一種理想形態(tài)。在三元材料中，鈷的作用在于可以穩(wěn)定材料的層狀結構，而且可以提高材料的循環(huán)和倍率性能，雖然過量的鈷也會導致實際容量降低，但是鈷的含量越低，電池的穩(wěn)定性就越低，也就越危險。所以鈷又被稱為“鈷奶奶”，一方面是對于三元電池的安全性起到極大的作用，另一方面是鈷作為稀有金屬的市場價格，這也是三元電池成本高的一大原因。

“無鈷已至”

不少科學家都在為鋰電池尋找出路，“無鈷”化便成為了研究重點。日前，蜂巢能源成功舉辦了“無鈷•芯未來”的電池日活動。最早提出的無鈷概念的特斯拉，在今年9月的電池日上未能予以兌現(xiàn)。而作為國內最早提出無鈷材料和電芯的開發(fā)的蜂巢能源，在此次電池日上，給出了實質性進展：宣布無鈷電池接受客戶預定。正式宣布接受預定意味著蜂巢能源的無鈷電池將進入量產倒計時階段。屆時，其也將成為國際上率先實現(xiàn)無鈷電池量產的電池企業(yè)。

“全固態(tài)”正在路上

“無鈷”電池“長勢”喜人，全固態(tài)這邊也取得了新進展。

近幾日，QuantumScape公司借殼上市。在上市之前，該公司從大眾汽車獲得了3.8億美元，并從比爾•蓋茨、Breakthrough Energy Ventures、Khosla Ventures和KPCB等科技投資者處獲得了資金。QuantumScape稱，其固態(tài)電池提供的續(xù)航里程要比現(xiàn)在的鋰離子電池提供的續(xù)航高出80%左右。

這種固態(tài)電池關鍵突破是使用陶瓷分離器取代傳統(tǒng)電池中使用的液體電解質，作為正負離子流動的介質，這種陶瓷是柔性的，而不是剛性的。在零下30攝氏度的極冷溫度下，能量可以繼續(xù)在整個電池中移動，這個溫度會導致其他固態(tài)設計無法運行，或者會嚴重降低濕鋰離子電池的性能。

大眾汽車還承諾將向QuantumScape投入更多資金，資助雙方的合資公司生產電池，希望2025年能在汽車上使用該公司的固態(tài)電池。

除了QuantumScape，豐田、日產等汽車龍頭企業(yè)也在加緊布局固態(tài)電池。

據報道稱，豐田目前正在開發(fā)的固態(tài)電池汽車，在同等條件下的續(xù)航里程是采用傳統(tǒng)鋰離子電池的超過兩倍，即便對于最緊湊的車型來說，也不需要多布局電池而犧牲內部空間，對于搭載固態(tài)電池的汽車來說，充滿電只需要大約10分鐘，相比于傳統(tǒng)電動汽車縮減了至少三分之二。

早在2018年初，雷諾-日產-三菱聯(lián)盟設立10億美元風投基金，其首個投資即為Ionic Materials公司的無鈷固態(tài)電池研發(fā)。雷諾汽車高級副總裁吉爾斯•諾曼德（Gilles Normand）公開表示，到2025年，雷諾旗下電動汽車可能會使用鈷含量為零的固態(tài)電池。

事實上除了整車廠以外，日本汽車供應鏈上游也都已經開始在這一技術上做布局。上述報道稱，三井金屬（Mitsui Kinzoku）將在埼玉縣建設一座試驗廠房，為這種電池生產固態(tài)電解質，預計從明年開始年產量能達到數(shù)十噸，足以滿足該行業(yè)用于打造原型產品的需求。日本石油公司出光興產（Idemitsu Kosan）也同樣在它位于千葉市的生產基地部署固態(tài)電解質生產設備，并希望于明年開始運營。

不論是無鈷電池，還是全固態(tài)電池，還是無鈷全固態(tài)電池，都是后鋰電時代的發(fā)展方向，但技術困難與成本過高仍是該技術成功落地前一道尚未跨過的門檻。與燃油汽車相比，只有解決了技術與成本問題，才能增強新能源汽車的市場競爭力，這不僅僅是為了企業(yè)利益，更重要的是可以為全球氣候矛盾的緩和盡一份綿薄之力。

參考資料：

蓋世汽車. QuantumScape公布固態(tài)電池測試數(shù)據 15分鐘充電80％.

cnBeta. 電動車顛覆性玩家來了？豐田將于明年推出搭載固態(tài)電池的原型車.

（中國粉體網編輯整理/星屑）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權告知刪除