電池廠商致力開發低鈷電池以擺脫材料供應困境
發布時間:2019-10-23 12:24:33

電池廠商致力開發低鈷電池以擺脫材料供應困境


專注于電池壽命管理的咨詢機構Circular Energy Storage公司創始人Hans EricMelin表示,對于鈷礦供應不穩的擔憂正迫使電池制造商采用鈷量較低的鎳鈷錳酸鋰離子電池。


制造鎳鈷錳酸鋰離子電池最重要的是鋰鎳-錳-鈷電池陰極材料,而在這種電池中,鎳、錳、鈷的比例分別為8:1:1,因此這種電池被稱為811電池。這種電池含量的比例大幅降低,而其他電池材料(特別是鎳)價格低廉并且易于獲取。


今年年初,NMC811電池首次被我國電池生產廠商寧德時代新能源科技有限公司(CATL)實現商業化生產,此外在另外兩種低鈷電池產品(NMC532電池和NMC622電池)開發方面也取得了進展。


根據礦產咨詢機構AdamasIntelligence公司的調查數據,今年8月在我國國內銷售的乘用電動汽車電池中,NMC811電池約占13%,而在1月僅為1%。實際上,在乘用電動車電池容量方面,NMC811電池在我國僅次于NMC532電池,并已超過NMC622電池。


Adamas Intelligence公司表示:“隨著寧德時代公司繼續簽署新的供應協議,以及其他主要的電池供應商開始商業化生產,我們預計NMC811電池的市場份額將在未來18到24個月內大幅增長。”


但是,一些汽車制造商卻沒有采用811電池,而是另辟蹊途采用其他種類的電池。例如特斯拉公司專注開發和使用鎳鈷鋁鋰電池,根據該公司的2018年的調查報告,這種電池含有的鈷要比鎳錳鈷電池少得多。


該公司表示,“我們采用的電池的鈷含量遠遠少于其他電動汽車公司采用的電池,而且可以在這些電池生命周期結束之后進行回收,并重新利用鈷。”


特斯拉公司希望完全消除鈷的使用,這是由于鈷主要來自于政治動蕩的剛果民主共和國,其供應很不穩定。但是這說起來容易做起來難。鈷對于提高鋰離子電池的能量密度至關重要,可以為電動汽車提供充足動力。而對于能量密度較小的應用來說,可以采用不含鈷的電池,例如磷酸鐵鋰電池。


獲得殼牌風險投資公司資金支持的英國電池廠商Aceleron公司開發了一種磷酸鐵鋰電池,可以像鉛酸電池一樣方便地進行維護和重復使用,從而減少了電池供應鏈中的材料損失。


Aceleron公司的電池主要設計用于加勒比海和撒哈拉以南非洲等地區的離網固定式儲能應用。該公司聯合創始人兼首席執行官Amrit Chandan表示,“我們設計的電池安全可靠,并且價格低廉。”


但在仍需要鈷基電池的應用中,電池廠商仍在尋找和開發減少低鈷電池。今年7月,德國研究機構FraunhoferISC研究所、材料生產商Arkema公司和Umicore公司,以及Saft等電池制造商合作,完成了一項名為ECOCOM’BAT削減鈷使用量的電池項目。


該項目重點開發NMC622電池,并使用特殊的電極涂層和高壓電解液將鈷含量降低20%。FraunhoferISC研究所AndreasBittner說,這些改進在理論上也可以應用于811電池。


Bittner表示,“ECOCOM’BAT項目還研究了電池材料的回收利用,其結果是電池材料可以在水中快速提取,并且可以采用物理方法很容易地將它們分離和分類。這些材料也可以很容易地以化學方法進行回收和處理,或者精煉電極材料將其重新用于生產新電極。”


此外據悉,肯塔基州列克星敦的一家名為PowerTech Water的公司近日獲得了150萬美元的A輪融資,使其開發的一個電池回收系統實現商業化,該系統可以回收鋰離子電池生產廢水中的鈷、錳和其他金屬。


如今,電池廠商對于鈷短缺的風險非常重視。Circular Energy Storage公司的Melin指出,“事實上,對鈷的依賴其實比我們預期的要嚴重得多。”


第四屆動力電池應用國際峰會CBIS2019

稿件來源: UPS應用
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