В еру стрімко зростаючої індустрії нових енергетичних транспортних засобів (NEV) технології акумуляторів, як основна рушійна сила, привертають значну увагу з кожною інновацією. Акумулятори без кобальту, що є новим технологічним напрямком останніх років, наразі зіштовхуються з подвійною дилемою екологічного захисту і вартості, що глибоко впливає на розвиток всієї індустрії.
I . Фон підйому батарейних батарей без кобальту
(A) Дефіцит кобальтових ресурсів та коливань цін
Кобальт є вирішальним стратегічним ресурсом з обмеженими глобальними резервами та нерівномірним розподілом . За відповідними даними, майже 70% глобального постачання кобальту надходить з демократичної республіки Конго . кобальту відіграє життєву роль у катодних матеріалах та старіючі та}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} 3}}}}} У}}}}}}}}}}}}}}}}} }: 3}}}}}}}}}}}}} }: 3}}}}}}}}}}} -} However, it accounts for as much as 40% of the cost of cathode materials in ternary batteries. With the rapid growth in the number of NEVs, the demand for cobalt has surged, while the supply remains relatively limited, leading to high and volatile cobalt prices. In recent months, the international trading price of cobalt has approached 400,000 yuan per ton, Досягнення історичного піку . Ця нестабільність ціни наклала значний тиск на витрати на виробників акумуляторів та компаній NEV, що спонукало їх шукати альтернативні рішення, спричиняючи батареї, що не містять кобальту .
(B) Екологічні та соціальні проблеми
Процес видобутку кобальту загрожує численними екологічними та соціальними проблемами . майже дві третини світового кобальту видобувається в демократичній республіці Конго, де він часто є побічним продуктом масштабних нікелю нікелю та будь-яких операцій, що спричиняють суттєву екологічну дію, без суттєвого навколишнього середовища. risks. Cobaltite contains arsenic, a Class 1 carcinogen identified by the International Agency for Research on Cancer of the World Health Organization, and its compound, arsenic trioxide, is the arsenic we often refer to in ancient times. Miners in the Democratic Republic of the Congo basically mine manually without any protection, which poses a great threat to their Здоров'я . Крім того, видобуток кобальту може також викликати місцеві фактори соціальної нестабільності, такі як питання конкуренції з ресурсами та трудові права ., з точки зору охорони навколишнього середовища та соціальної відповідальності, зменшення залежності від кобальту стало неминучою тенденцією розвитку галузі .}
II . Технічні принципи та типи батарей без кобальту
(A) Технічні принципи
Cobalt-free batteries do not mean they are completely free of cobalt. Instead, they reduce or eliminate cobalt elements in the cathode materials of batteries through technological means. Cobalt mainly stabilizes the layered structure of materials in batteries, preventing cathode corrosion and improving battery charging rates. To achieve cobalt-free status, researchers have adopted various technological approaches. For example, by doping specific elements with no unpaired electron spins, the phenomenon of electron superexchange is weakened, reducing lithium/nickel mixing and improving electrical performance. Doping elements with large MO bond energies slows down the volume change of crystals during the charge-discharge process, stabilizing the structure and improving cycle life and безпека .
(B) Основні типи
Батареї літію заліза (LFP): LFP batteries are inherently cobalt-free and offer advantages such as high safety and low cost. Tesla is in "in-depth negotiations" with CATL to use cobalt-free batteries in some of its products. If this negotiation is finalized, it means that LFP batteries will enter Tesla's production line. However, the relatively low energy density акумуляторів LFP обмежує їх застосування в деяких сегментах пасажирських транспортних засобів певною мірою .
Нікеле-манганська система без кобальту батареї: SVOLT's NMX cobalt-free battery is a type of nickel-manganese system cobalt-free battery. It increases the nickel proportion after removing cobalt and then dopes other elements to improve thermal stability. By coating substances, the working voltage is increased, thereby enhancing energy density. This type of battery can achieve an energy density еквівалентний витратам NCM811 при зниженні матеріальних витрат на 5%-15%і відповідно зменшуючи вартість бомбардувальника акумуляторної батареї приблизно на 5%, не впливаючи на стратегічні ресурси .
III . Вартість переваг батарей без кобальту
(A) Зниження витрат на сировину
Кобальт один з найдорожчих елементів катодних матеріалів потрійних акумуляторів . зменшення або усунення використання кобальту може значно знизити витрати на сировину акумуляторів .}, згідно з звітом про дослідження південно-західних цінних паперів, вартості низькоквальтового або кобальтового батареї, що не мають 5-х р. Матеріали катод -катода Lithium Fosphate припадають менше 15% від загальної вартості акумулятора . Дані з Sinda Securities показують, що загальна вартість на кВт / год NCM523 Тріральних акумуляторів становить 724 . 91 Юань, що на 18,4% вище, ніж у батарейних батарей LFP на 612,4 Юан.
(B) Просування зниження ціни акумулятора
Зниження витрат безпосередньо знизить ціни акумуляторів і, в свою чергу, знизити загальні витрати на транспортний засіб NEVS ., приймаючи Tesla як приклад, витрати на акумулятор становлять 30% -40% від загальної вартості транспортного засобу ., якщо Tesla зможе досягти місця для реалізації, що не містить, як це буде очікувано, що вони будуть очікувані, що дозволять отримати внутрішні кошти, що знаходяться в розмірі моделей, що є внутрішніми моделями, що знаходяться в домашніх умовах, що є внутрішніми моделями, що знаходяться в домашніх умовах, що знаходяться в домашніх умовах. Модель Tesla 3. Це має велике значення для підвищення конкурентоспроможності ринку NEVS та сприяння їх популяризації .
Iv . Екологічні проблеми, з якими стикаються батареї без кобальту
(A) Проблеми стабільності продуктивності
Cobalt plays an important role in stabilizing the structure of battery materials. After removing cobalt, the performance stability of batteries may be affected. Currently, cobalt-free batteries still face certain performance issues in terms of lifespan and charging speed. For example, some experimental cobalt-free batteries have limited lifespans and slow charging speeds. Крім того, після видалення кобальту з батарей з високою нікелею, термічна стійкість катода стає гіршою, що робить їх сильно схильними до теплового втікачів ., коли вони піддаються високим температурі або зовнішнім впливом, вони, швидше за все, спровокують вибухи та пожежі .}
(B) Заміна ресурсів та проблеми з переробкою
Хоча батареї без кобальту зменшують кобальт, вони можуть збільшити попит на інші ресурси ., наприклад, збільшення пропорції нікелю в нікель-маніганській системі, що не містить кобальту, може призвести до більшого тиску подачі на нікелеві ресурси . в той же час, причому широко застосування батарей, що не містять кобальту, випуску акумулятора, що відновлюється, стане збільшенням акумулятора, що відновлюється акумуляторним акумулятором. Видатне . Як ефективно переробити та утилізувати відпрацьовані батареї, що не містять кобальту, щоб уникнути вторинного забруднення навколишнього середовища, є важливим завданням, що стоїть перед галуззю .
V . Перспективи розвитку та контрзаходи для батарей, що не містять кобальту
(A) Перспективи розвитку
Незважаючи на численні виклики, батареї, що не мають кобальту, все ще мають широкі перспективи розвитку в довгостроковій перспективі . з постійним технологічним прогресом, очікується, що стабільність продуктивності та безпека батарей, що не містять кобальту Очікується, що стане однією з основних технологій для живлення акумуляторів у майбутньому .
(B) Контрзаходи
Зміцнення технологічних досліджень та розробокДослідницькі установи та підприємства повинні збільшити свої інвестиції в дослідження та розробки безкобальтових технологій акумуляторів, постійно досліджуючи нові матеріальні системи та технології процесів для покращення стабільності продуктивності та безпеки акумуляторів. Наприклад, шляхом оптимізації типів та пропорцій домішкових елементів можна покращити теплову стабільність та циклічний ресурс акумуляторів.
Вдосконалення системи безпеки ресурсів: Встановіть диверсифіковані канали постачання ресурсів, щоб зменшити залежність від одного ресурсу .} в той же час, зміцнюйте розвідку та розробку альтернативних ресурсів, таких як нікель, для розширення можливостей безпеки ресурсів .}. Крім того
Посилення керівництва політики: The government should introduce relevant policies to encourage and support the research, development, and application of cobalt-free batteries. For example, providing research subsidies, tax incentives, and other policy supports to promote the development of the cobalt-free battery industry. At the same time, strengthening the regulation of strategic resources such as cobalt, standardizing market order, and ensuring the rational utilization of Ресурси .
Cobalt-free batteries, as an important development direction in NEV battery technology, are currently facing both challenges and opportunities in the dual game of environmental protection and cost considerations. Through measures such as strengthening technological research and development, improving the resource security system, and enhancing policy guidance, it is hoped that the sustainable development of cobalt-free batteries can be achieved, making greater contributions to the prosperity of the NEV промисловість .