国轩高科徐兴无：动力电池“无钴”不现实

动力电池“无钴”不现实，钴的结构稳定性和优质的导电性难以替代；固态电池技术将在未来实现高安全性固液电池的产业化应用。

2020年9月16日－17日，全球新能源汽车供应链创新大会在南京召开。本届峰会由南京市人民政府和中国电动汽车百人会主办。亿欧汽车作为大会深度合作媒体受邀参加，并为您带来最新内容分享。国轩高科高级副总裁徐兴无分享了国轩高科动力电池最新的发展方向和技术选择。

动力电池是纯电动汽车的核心部件，这就要求动力电池要做到能量密度要做的高，寿命要长，成本要低，但是要安全。在动力电池的发展中，难免也走了一些弯路，不如一味的追求高能量密度而使得安全性收到了影响。最近对于811材料产品等有很大的争议，因为出现了很多起自然事故。这也对动力电池下一步发展如何只做到又要高能量密度又不能丧失安全，同时还要考虑成本的平衡提出了挑战。

特斯拉宣布要做无钴的电池是最近比较热门，也引发了对磷酸铁锂电池的关注。下一步动力电池是不是要走无钴的技术路线？要不要用硅替代石墨类材料组成硅负极提升能力密度？下一代电池技术路线争论很大，氢燃料电池被认为是下一代动力电池的终极能源，就是氢和氧结合成水，不会造成污染。但是要做燃料电池到底多长时间？包括它的成本、基础设施等等。氢燃料在长途、大卡车等等可以，但是如果短期内要推广氢燃料的话还有很多制约条件，短期内应该不会形成大的市场规模，至少在十年之内，目前基本上是这个认识。

而到2025年或2030年可实用的应该是固态电池，徐兴无透露：“我们在日本的时候也了解到，虽然他们把氢燃料电池做的高大上，但是实际的路线还是固态电池”。固态电池在我们现有的基础上利用了一些高性能的材料解决安全问题的思路，根据目前的发展比较现实的就是固态电池。

现在提无钴电池，是因为钴资源比较少，全球是320万吨的储量，大部分在非洲，开发比较难，同时资源开发没有控制，以后价格控制不住。钴的市场价格波动较大，最高的时候涨到几十万，作为一个基础的原材料对后期动力电池价格的制定影响很大，如果制定了成本目标，材料价格涨了怎么办？会带来很多的问题。相比而言镍的资源相对来讲丰富一点，全球是7200万吨。在三元锂电池中，三元材料各有各的作用，镍是提高容量的，钴是稳定结构的，导电性也比较好，这就是目前普遍采用钴材料的原因。如果减少钴的用量，可以把锰提上来，或者加上铝，这样也可以起到一定的作用。真正的无钴要看到四元材料，它的优势就是成本比较低，没有钴，用的是锰，用锰来取代钴的话电导率比较低，综合能量密度不高，循环也不太好，有比较明显的缺点。目前的技术路线是在找少钴的一个平衡点，能够维持电池性能，同时又将钴的影响降到最低的水平。

另外，负极对能量密度的影响也很大。硅负极理论的能量密度可以做到3000 mAh/g，相比石墨类负极能量密度可以提升42%。目前硅负极在全球发展比较快，特别是2019年硅负极用量到了1779万吨，占了整个负极市场的6%，已经成为了一种趋势。硅负极可以提高能量密度是毫无疑问的，但最大的问题在哪里呢？硅负极在循环中会不断的嵌入很多锂，整个循环会膨胀很多。这就需要解决怎么控制SEI膜的破裂，还有锂嵌进去就不出来了的问题。我们国家重大专项中间有一个就是在做硅负极的研究，好多团队都在做这个攻坚。但难度很大，膨胀控制不好会胀裂，而锂嵌进去出不来会造成循环衰减的问题，这里要用到预锂技术。

目前有技术思路是将硅负极做成纳米材料，预留足够的空间让它膨胀；还有用“桶”装材料包裹让它不能膨胀等等。预锂技术是比较流行的是真空蒸镀预锂，这个过程中可以做到镀了一层均匀的锂，这种方式是可行的，但是成本比较高，设备非常贵。

最后就是固态点，这也是进一步提高能量密度目前来说比较可靠的就是固态电池技术路线。事实上它也很难，非常难，就是固态电解质的正极怎么做，极片怎么做，完全靠固态电池，电导率还没有达到液态的水平，界面很难解决，所以采取折中的办法，加一点电解液的技术路线，目前可实现的能够量产的基本上走的都是这种技术路线，所以还是一步一步的来，首先是产业化，逐步提高能量密度。