В ерата на процъфтяващата индустрия за нови енергийни превозни средства (NEV) технологията на батерията като основна движеща сила привлече значително внимание с всяка иновация . батерии без кобалт, възникваща технологична посока през последните години, в момента са попаднали в двойна игра на опазване на околната среда и разходи, които силно влияят на обмислянето на екологичната защита и разходите, повлияло на разработките, които се отразяват дълбоко на обмислянето на екологичната защита и разходите, влияещи дълбоко на обмислянето на екологичната защита и разходите, влияещи дълбоко на обмислянето на екологичната защита и разходите, които силно влияят на обмислянето на опазването на екологичната и разходите, дълбоко влияе на обмислянето на екологичната защита и разходите, дълбоко влияе върху обмислянето на общината за опазване на околната среда и разходите, което се отразява дълбоко в двойната игра на екологична защита и разходи.
I . Фонът на възхода на батериите без кобалт
А) недостиг на кобалтови ресурси и колебания на цените
Cobalt is a crucial strategic resource with limited global reserves and uneven distribution. According to relevant data, nearly 70% of the global cobalt supply comes from the Democratic Republic of the Congo. Cobalt plays a vital role in the cathode materials of batteries, stabilizing the layered structure of the materials and enhancing their cycling and rate performance. 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, Достигане на исторически пик . Тази променливост на цените наложи значителен налягане на разходите на производителите на батерии и компаниите на NEV, което ги подтиква да търсят алтернативни решения, което води до батерии без кобалт .
Б) екологични и социални проблеми
The mining process of cobalt is fraught with numerous environmental and social problems. Nearly two-thirds of the world's cobalt is mined in the Democratic Republic of the Congo, where it is often a by-product of large-scale nickel and copper mining operations. However, independent miners operate without any supervision, causing severe environmental damage and posing significant safety 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 health. In addition, cobalt mining may also trigger local social instability factors, such as resource competition and labor rights issues. Therefore, from the perspectives of environmental protection and social responsibility, reducing reliance on cobalt has become an inevitable trend in the industry's development.
Ii . технически принципи и видове батерии без кобалт
А) Технически принципи
Батериите без кобалт не означават, че те са напълно без кобалт . Вместо това те намаляват или премахват елементите на кобалтовите в катодни материали на батериите чрез технологични средства . кобалт-без стабилизиране на слоевата структура на материали в батерии, предотвратявайки катод корозион и подобряване Подходи . Например, чрез допинг специфични елементи без неспасени електронни завъртания, явлението на електронен суперексхент е отслабен, намалявайки литий/никелови смеси и подобряване Безопасност .
(Б) Основни типове
Литиеви железни фосфатни (LFP) батерии: 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 of LFP батериите ограничават приложението им в някои сегменти на пътнически превозни средства от висок клас до известна степен .
Никел-манганова система без кобалт батерии: NMX Cobalt Battery на Svolt е вид никел-манганова система без кобалт батерия . Увеличава пропорцията на никела след премахване на кобалт и след това допи на други елементи за подобряване на топлинната стабилност . чрез обширни вещества, работещият войнства се увеличава, с това се увеличава, с това се увеличава, с това се увеличава енергийната плътност {. този вид на батерията може да се постигне енергийна плътност {{. този вид батерии може да се постигне енергийна плътност . този вид батерии може да се постигне енергийна плътност . този вид батерии може да се постигне енергийна плътност {. този вид на батерията се увеличава плътността на енергийната плътност {{{{5}. еквивалентен на този на NCM811, като същевременно намалява разходите за материали с 5%-15%и съответно намалява цената на BOM на батерията с около 5%, без да бъде засегната от стратегически ресурси .
Iii . Разходи предимства на батерии без кобалт
А) Намаляване на разходите за суровини
Cobalt is one of the most expensive elements in the cathode materials of ternary batteries. Reducing or eliminating the use of cobalt can significantly lower the raw material costs of batteries. According to a research report by Southwest Securities, the cost of low-cobalt or cobalt-free ternary batteries can be reduced by 30% after mass production. The cost of Литиево -железни фосфатни катодни материали представляват по -малко от 15% от общата цена на батерията . данни от Cinda Securities показва, че общите разходи за kWh NCM523 Ternary Batteries е 724 . 91 Yuan, което е 18,4% по -висока от тази на LFP батериите при 612,4 yuan.
(Б) Промоция на намаляване на цената на батерията
Cost reductions will directly drive down battery prices and, in turn, lower the overall vehicle costs of NEVs. Taking Tesla as an example, battery costs account for 30%-40% of the total vehicle cost. If Tesla can achieve the application of cobalt-free batteries, it will be expected to further reduce battery costs, thereby creating room for price reductions in models such as the domestically produced Tesla Model 3. Това е от голямо значение за повишаване на конкурентоспособността на пазара на NEV и насърчаване на тяхната популяризация .
Iv . Екологични предизвикателства, пред които са изправени батериите без кобалт
А) Проблеми със стабилността на производителността
Кобалтът играе важна роля за стабилизиране на структурата на батерията . След отстраняване на кобалт, стабилността на производителността на батериите може да бъде засегната . В момента батериите без кобалт все още са изправени пред определени проблеми с производителността по отношение на скоростта на живот и скоростта на зареждане . например, някои експериментални батерии Cobalt… В допълнение, след отстраняване на кобалт от батерии с висока ник, топлинната стабилност на катода се влошава, което ги прави силно предразположени към термично бягство ., когато са изложени на високи температури или външни въздействия, те са по-склонни да задействат експлозии и стреля .
(Б) Проблеми с заместване и рециклиране на ресурси
Въпреки че батериите с кобалт намаляват разчитането на кобалта, те могат да увеличат търсенето на други ресурси . Например, увеличаването на пропорцията на никела в батериите без кобалт без никел-мангани може Изтъкнат . Как ефективно да рециклирате и изхвърляте батерии без кобалт, за да се избегне вторичното замърсяване на околната среда е значително предизвикателство пред индустрията .
V . Перспективи за развитие и противодействия за батерии без кобалт
А) Перспективи за развитие
Despite the numerous challenges, cobalt-free batteries still have broad development prospects in the long run. With continuous technological progress, the performance stability and safety of cobalt-free batteries are expected to be further improved, and costs will continue to decline. At the same time, as the global emphasis on environmental protection and sustainable development continues to increase, cobalt-free batteries, which align with this development trend, are Очаква се да се превърне в една от основните технологии за захранващи батерии в бъдеще .
(Б) противодействия
Укрепване на технологичните изследвания и разработки: Research institutions and enterprises should increase their investment in the research and development of cobalt-free battery technologies, continuously exploring new material systems and process technologies to improve the performance stability and safety of batteries. For example, by optimizing the types and proportions of doping elements, the thermal stability and cycle life of batteries can be improved.
Подобряване на системата за сигурност на ресурсите: Establish diversified resource supply channels to reduce reliance on a single resource. At the same time, strengthen the exploration and development of alternative resources such as nickel to enhance resource security capabilities. In addition, efforts should be made to strengthen the recycling and utilization of spent batteries and establish a comprehensive recycling system to improve resource recovery rates.
Подобряване на ръководството на политиката: 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 индустрия .