钴矿场，一个十岁的孩子在雨中吃力的敲击着一个大石块，我们分不清哪些是雨水，哪些是他的汗水。这一幕并不是电影镜头，而是在刚果一个钴矿区的童工数量就达到4万人，不同矿区有接近三分之一的工人属于童工……
为什么近些年我们对钴的需求量急剧暴涨？这背后到底存在哪些问题？本期《冷科技》我们就来看看钴和它背后的故事。
特斯拉销量卡脖子，竟然和钴有关系？
特斯拉作为新势力造车的领头羊，十分注重“自主”领域，从早期的的电控系统、电机、驾驶辅助系统再到现在的自动驾驶处理单元，特斯拉做到了从系统到芯片的全方位掌控，唯独有一个项目是特斯拉在现阶段无法完全掌控的，那就是电池。
特斯拉曾经花费大量精力去聘请供应链专家，同时跟全球的矿主进行协商，以此满足自身对电池方面的需求。但从实际情况来看，锂电池中所含的不同矿物元素由于其特殊性，导致最终的采购情况并不乐观，其中最大的问题的出现在钴矿和镍上面。
钴——锂电池的“定心丸”
现阶段，电动车电池虽然被称为锂离子电池，但其实内有乾坤。比如说新能源汽车使用的锂电池全称叫做三元锂电池，而三元锂电池又可以按照元素比例不同分为523/811等型号，但是不管如何改变元素比例，三元材料主要还是这两个类型：NCM和NCA也就是镍、钴、镁和镍、钴、铝。
单位吨电池材料所需金属单耗汇总元素锂锰三元材料NCM62272363122113NCM71515724239185NCM811724836156NCA7248992--NCM90505725423028磷酸铁锂LFP44------ 从这里我们就能发现，无论是那种三元锂电池，钴元素和镍是必不可少。其中钴的作用在三元体系中尤为引人关注。
只有电池结构稳定了，所谓的自燃等问题才能从根本上降低。所以总结一下，钴目前在三元锂电池中，最重要的作用就是稳定电池，改善充电、放电性能。也是因为这种作用，让钴在三元体系中一直占据着重要的地位。
摒弃钴，是道德还是利益？
既然钴在整个三元体系中占据着如此重要的地位，为何我们要“弃钴”呢？我想人权问题占了一定的因素。
我跟大家介绍一下三元材料占锂电池的成本。根据金属业、矿业的估算，一吨钴酸锂中，锂的含量有0.07吨，而钴的含量是0.61吨。但是，钴在地壳中的含量仅有锂的六分之一，开采量更少，仅有锂矿的一半，更不用说类似刚果这样的主要产区还将其列为国家战略资源，其开采成本上升迅速，而且受制于人。所以，目前钴矿成本越来越夸张，量少价高，这是放弃钴的一个重要因素。
无钴电池出现，最终花落谁家？
钴目前存在的种种问题，促使着各个车企、供应商们去寻求更好的解决方案，而这些方案的本质就是降低电池的使用成本，同时保证产品的供应不被制约，以当下的技术水准，科研界有几种不同的声音，有物理层面也有化学层面，有全新的三元体系也有依然保留钴的超低钴模式，可谓是百家争鸣……
1）磷酸铁锂路线
我们先来看看完全没有钴元素的方案，其实新能源汽车还未使用三元锂电池之前，就存在着无钴电池方案，这就是磷酸铁锂电池。
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。它的优势很明显，就是安全性能较高，从化学层面来说，磷酸铁锂中的磷酸铁锂晶体P-O键非常稳固，难以分解，因此表现出的化学特性就是在高温下不会崩塌，也就是不容易燃烧，因此使用的安全性较高。
缺点也很明显，能量密度低，同样的电动车布置空间，三元锂电池的续航里程会比磷酸铁锂电池要高，毕竟三元锂电池的能量密度要高于磷酸铁锂电池，从数值上说，磷酸铁锂电池的能量密度基本可以达到120Wh/kg，这也是为什么现阶段三元锂电池成为纯电乘用车的主流。
除此之前，宁德时代还将电池包的研究和磷酸铁锂相结合。通过改变空间结构的优化，来提升电池包整体性能的提升，这就是CTP。
除了宁德时代之外，最近大热的比亚迪刀片电池本质上也是属于这种CTP设计，同时电池也采用了新一代磷酸铁锂，在这些技术加持下，比亚迪汉的NEDC纯电续航里程能达到605km，这和三元锂电池相比也不相上下。
2）高镍低钴路线
三元材料电池体系发展了这么多年，想要将钴一步去除显然不够实际，而且完全去除钴会存在对电池稳定性的影响，即使有手段也无法马上量产，所以科学家们认为在过渡时期，是否可以降低钴的占比来维持电池更好的发展。有趣的是，研究的结果让人兴奋，无论是现在的NCA还是NCM都可以通过调整占比的方式对钴含量进行调整。
当然，这种高镍方案也存在很多不确定性，比如低钴能不能保证电池稳定性，目前在科学界并没有十分统一的定论，这依然属于十分前沿的科技问题。
3）用其他元素代替钴
最后一种路线就是完全剔除钴，或者说用新的元素去替代。上星期，蜂巢能源展示了自己的无钴电池。
它的作用说复杂也很复杂，说简单也很简单，就是采用两种化学键能更强大的元素替代钴，掺杂到材料中。通过强化学键稳定氧八面体结构，减少锂镍混排，改善材料稳定性，本质上就是代替了钴在三元材料中的作用。
目前蜂巢能源已经发布了相关的产品被命名为L6薄片无钴长芯电池，能量密度在240Wh/kg，量产大概在2021年下半年。
IBM也有类似的研究，他们主要和奔驰进行合作，从海水中提取三种材料，以此摆脱对钴等重金属的依赖，不过具体的元素种类和制造方法，IBM都没有透露，不过按照进度他们会在今年发布他们的新电池工作模型。
除此之外，类似松下、LG都有无钴电池的研究，但无钴电池确实不是一件简单的事，因此就目前来看，这种绝对的无钴电池在技术方面是否真的稳定，我们依然要打个问号，也许等明年蜂巢能源的无钴电池量产后，我们能找到真正的答案。
编辑点评：电池作为电动车最重要的部分之一，远远没有我们看到的那么简单，它的背后有大国之间的博弈也有技术之间的对抗。现阶段，三元锂电池依然占据主流，磷酸铁锂电池在落后一段时间后，从结构端得到了突破，处于奋力追赶的第二梯队，而更对资源要求更低的无钴电池则属于初生的太阳，最快在明年进行量产，未来将会是无钴电池一家独大，还是三种电池成鼎立之势呢？我们拭目以待。
标签：路虎发现 2023款 改款 2.0T 300PS S 2023款 改款 3.0T 360PS R-Dynamic S 2023款 改款 3.0T 360PS R-Dynamic SE
如果让1950年的汽车工程师看当今的汽车我猜除了能认出汽车的形状从动力系统到电子架构可能都会颠覆当时的认知。的确汽车正越来越“接近”它的发明者人类当年所谓的几个沙发加四个轮子的时代可能真的一去不复返了
1900/1/1 0:00:00要说最近正火的几款两厢车想必本田思域参数询价HATCHBACK绝对位列前三甲单凭这个非常“TYPER”的造型就可以说圈粉无数也正因为如此包括我身边的不少好友开始了他们满脑子的“骚操作”：如何把一台两厢思域改成思域TYPER？说实话这并不容易
1900/1/1 0:00:001953年1月17日在纽约华尔道夫酒店的大堂前一辆喷吐着蓝色火焰的“怪兽”引起了人们的注意这台拥有直列6缸发动机的EX122展示车正式发布新车与历代车型最大的区别就是采用了中置发动机的动力形式同时大量来自航空的理念输入到外观的设计中来第一眼印象
1900/1/1 0:00:00宾利在前几天正式发布了新款添越参数询价作为中期改款车型新车在外观和配置方面进行了一些改变这个月10号会在国内正式上市。作为吃瓜群众的我很喜欢这款车而在改款的车型中我发现了一个有趣的改进这个改变算是配置上的“简配”
1900/1/1 0:00:00科幻片中的技术真的可以改变世界吗？当然那些曾经在《星球大战》、《星际迷航》、《西部世界》里出现的虚拟现实、3D打印、机械外骨骼已经真的走进了我们的生活这期冷科技我们就来看看这些新技术都是怎么玩转汽车圈的关键词：机械外骨骼曾经的美军科技
1900/1/1 0:00:00日前我们从互联网处获取到了一组疑似全新哈弗H6参数询价的路试谍照新车采用更具棱角的设计风格视觉效果更加突出。同时根据此前信息来看新车将于7月份量产下线预计8月份正式上市
1900/1/1 0:00:00
汽车导航