В эпоху развития нового энергетического транспортного средства (NEV) технология батареи, как основная движущая сила, привлекла значительное внимание благодаря каждым инновациям . Без кобальта, которые в последние годы появляются технологические направления, в настоящее время попадают в двойную игру экологической защиты, и соображения затрат, глубокое влияние на развитие всей отрасли {2}, глубоко влияющие на развитие всей отрасли {2}.
I . Фон подъема батарей без кобальта
(А) нехватка кобальтовых ресурсов и колебаний цен
Кобальт является важным стратегическим ресурсом с ограниченными глобальными резервами и неравномерным распределением . Согласно соответствующим данным, почти 70% глобального запаса кобальта поступают из Демократической Республики Конго . Кобальт играет жизненно важную роль в катодной материалах батареи, стабилизируя слоя структуры материалов и повышает свои циклы и оценки. 40% стоимости катодных материалов в тройных батареях . с быстрым ростом количества NEV, спрос на кобальт растет, в то время как предложение остается относительно ограниченным, что приводит к высоким и летучим ценам на кобальт . в последние месяцы, международная цена на кобальт достигла 400, {8} й. Пик . Эта волатильность цен наложила значительное давление затрат на производителей батареи и компаний NEV, побуждая их искать альтернативные решения, что приводит к тому, что батареи без кобальта .
(Б) экологические и социальные проблемы
Процесс майнинга кобальта чреват многочисленными экологическими и социальными проблемами . почти две трети кобальта в мире добывается в Демократической Республике Конго, где это часто является побочным продуктом крупномасштабного никеля и медного добычи. Кобальт содержит мышьяк, канцероген 1 класса 1, идентифицированный Международным агентством по исследованиям рака Всемирной организации здравоохранения, и его соединение, триоксид мышьяка, является арсеническим, к которым мы часто называем в древние времена {7}, майнеры в демократической республике Конго в основном в руках, в мае, что вызывает великую угрозу для своего здоровья. Запустите местные факторы социальной нестабильности, такие как ресурсные и проблемы с трудовыми правами ., с точки зрения защиты окружающей среды и социальной ответственности, снижение зависимости от кобальта стало неизбежной тенденцией в развитии отрасли .
II . Технические принципы и типы батарей без кобальта
(А) Технические принципы
Без кобальта батареи не означают, что они полностью свободны от кобальта . Вместо этого они уменьшают или устраняют кобальтовые элементы в катодных материалах батарей технологическими средствами. кобальт в основном стабилизирует слоистую структуру материалов в батареях, предотвращая коррозию катодов и повышение зарядки бата 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 Безопасность .
(Б) основные типы
Литий -фосфат (LFP) батареи: Батареи LFP по своей природе не содержат кобальта и предлагают такие преимущества, как высокая безопасность и низкая стоимость . Tesla в «углубленных переговорах» с CATL для использования без кобальта в некоторых из своих продуктов . Если этот переговоры завершен, это означает, что LFP-батари Батареи LFP в определенной степени ограничивают их применение в некоторых высококачественных сегментах пассажирских транспортных средств .
Никель-манганская система без кобальта батареи: Без кобальта батареи Svolt NMX-это тип никель-манганской системы, без кобальта, .. Она увеличивает пропорцию никеля после удаления кобальта, а затем легирует другие элементы для повышения тепловой стабильности ., покрывая перчати NCM811 при снижении затрат на материал на 5%-15%и соответственно снижает стоимость BOM батареи примерно на 5%, без стратегических ресурсов .
III . Стоительные преимущества без кобальта аккумуляторов
(А) Снижение затрат на сырье
Кобальт является одним из наиболее дорогих элементов в катодных материалах тройных батарей ., уменьшая или устранение использования кобальта может значительно снизить затраты на сырье батарей. Согласно исследованию, отчеты о юго-западном центре, стоимость низкой или кобальтовой батареи может быть понижена на 30%. Фосфатные катодные материалы составляют менее 15% от общей стоимости аккумулятора . данных из Cinda Securities показывают, что общая стоимость на кВт -ть.
(Б) повышение снижения цен на батареи
Снижение затрат будет напрямую снижать цены на аккумулятор и, в свою очередь, снизить общую стоимость транспортных средств на nevs ., взяв Tesla в качестве примера, затраты на батарею составляют 30% -40% от общей стоимости транспортного средства {{3}, если TESLA может достичь применения без кобальтов, он будет продолжать снижение затрат на батареи, что для создания цен на модели, так и в качестве модели, чтобы они были снижены, что они будут. Model 3. Это имеет большое значение для повышения конкурентоспособности рынка NEVS и продвижения их популяризации .
Iv . экологические проблемы, с которыми сталкиваются батареи без кобальта
(А) Проблемы стабильности производительности
Кобальт играет важную роль в стабилизации структуры аккумуляторных материалов . После удаления кобальта может повлиять на стабильность производительности батарей ., батареи без кобальта все еще сталкиваются с определенными проблемами производительности с точки зрения срока службы и зарядной скорости., например, в течение 5-й, не имеют ограниченных зарядов и заряжающихся. Удаление кобальта из батарей с высоким содержанием гнезда, термическая стабильность катода становится хуже, что делает их высоко склонными к термическому бегущему . при воздействии высоких температур или внешних воздействий, они с большей вероятностью вызывают взрывы и пожары .
(Б) проблемы замены ресурсов и утилизации
Хотя батареи без кобальта снижают зависимость от кобальта, они могут увеличить спрос на другие ресурсы ., например, увеличение пропорции никеля в никель-манганской системе батареи без кобальта могут привести к увеличению давления на поставку на никелевые ресурсы . одновременно, с широко распространенным применением батарей, наоборот, на уровне. Утилизация и утилизация отработанных батарей без кобальта, чтобы избежать вторичного загрязнения окружающей среды, является серьезной проблемой, с которой сталкиваются отрасль .
V . Перспективы разработки и контрмеры для батарей без кобальта
(А) Перспективы развития
Несмотря на многочисленные проблемы, батареи без кобальта по-прежнему имеют широкие перспективы развития в долгосрочной перспективе . с непрерывным технологическим прогрессом, стабильность производительности и безопасность батарей без кобальта, как ожидается, будут улучшаться, и затраты будут продолжать снижаться . в то же время, как глобальные акценты на экологическую защиту и устойчивое развитие, ожидаемые устойчивости к устойчивому развитию. основных технологий для батарей в будущем .
(Б) Контрмеры
Укрепление технологических исследований и разработок: Научно-исследовательские институты и предприятия должны увеличить свои инвестиции в исследования и разработки технологий без кобальта, непрерывно изучая новые материалы и технологии процессов для повышения стабильности производительности и безопасности батарей ., оптимизируя типы и пропорции элементов допинга, тепловая стабильность и срок службы цикла батарей может быть улучшена.}}
Улучшение системы безопасности ресурсов: Установить диверсифицированные каналы подачи ресурсов, чтобы уменьшить зависимость от одного ресурса . В то же время, укрепите исследование и разработку альтернативных ресурсов, таких как никель, для повышения возможностей безопасности ресурсов . Кроме того
Улучшение политического руководства: 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 Ресурсы .
Без кобальтовые батареи, как важное направление разработки в технологии батареи NEV, в настоящее время сталкиваются с проблемами и возможностями в двойной игре в области охраны окружающей среды и соображений затрат ., таких как меры, как укрепление технологических исследований и разработок, улучшение системы безопасности ресурсов и улучшение политики, надежда на то, что устойчивые развития не содержат кобольта.