三氧化鎢或加速無鈷電池生產進程

當前,價格較為合理且現貨貨源供應相對寬鬆的三氧化鎢納米顆粒,或能加速無鈷電池的生產進程。三氧化鎢超細顆粒除了有上述所說的兩點優勢外,還有較小的灼燒失重比例和體積膨脹係數、較高的理論比容量和化學穩定性等特點。據儲能研究者透露,其非常適合用來取代現有三元材料中的鈷元素,在確保產品具有原來的優異迴圈性能與倍率性能的前提下,也可以緩解鈷資源供不應求的難題以及估價偏高給下游製造商帶來的壓力。

不論是寧德時代、LG化學、松下等一線企業,還是孚能科技、億緯鋰能、力神電池等二線企業,亦或者是一些不知名的三線企業,都不得不長期忍受“鈷奶奶”的興風作浪。

三氧化鎢圖片

鈷,是鋰離子電池的核心材料之一,不僅可以穩定材料的層狀結構,還可以提高材料的充放電倍率性能,但是過高的鈷含量反而會降低電池的實際容量。在電池生產領域中,數碼產品等消費類電池用鈷需求占到了總量的43%,新能源汽車動力電池需求占到了15%。

隨著新能源電池產業發展,2017年至2020年全球鈷需求將以年均10%速度上升,2017年、2018年的需求分別達到11.54萬噸和12.76萬噸。新能源汽車銷量的不斷新增,鈷的供應或將進一步出現缺口。

數據顯示,2019年全球已探明的鈷礦儲量大約700萬噸,按照2019年全球14萬噸的開採量計算,鈷僅剩50年的餘量,這與鎳、錳、鋁等礦產動輒數十億乃至百億噸級別的儲量相比,實在是相形見絀。

寧波力勤資源科技董事長蔡建勇表示,到2024年,全球鈷需求將為20.8萬噸(其中電動車鋰電池用鈷需求為8.6萬噸),而供應僅為20萬噸,短缺量就已達近1萬噸。

無鈷電池圖片

鈷資源的供應緊張,造成近幾年鈷價一路上揚,即使在現今全球經濟環境相對低迷以及受新冠肺炎疫情衝擊的背景下,鈷價仍保持相對高位運行,目前報價在237,500元/噸左右。

如今,為了逃離“鈷奶奶”的魔掌,眾多電池企業都在醞釀著發動“無鈷政變”,即便不是這麼極端,但是至少也是在進行“少鈷改革”,最為典型的產品是NCM811電池、四元電池、無鈷電池等。

2018年6月,特斯拉CEO埃隆·馬斯克就曾表示,當時特斯拉電池中鈷的含量僅為3%,未來將實現“無鈷化”。而特斯拉的供應商松下汽車電池業務負責人KenjiTamura也同樣介紹,他們已經大幅降低了鈷的使用量,並希望在不久的將來實現無鈷電池,目前研發已在進行中。

那麼,對於無鈷電池的生產,製造商要選擇什麼樣的材料來代替鈷元素更為合適?

有研究者說,可以選擇用過渡金屬三氧化鎢粉末來代替鈷元素。三氧化鎢粉末是一種非常典型的納米材料,其由於顆粒尺寸較小和分散性能較好的原因,而具備顯著的表面效應、量子尺寸效應和小尺寸效應等特點,若作為正極材料的重要組成物質,也同樣能提高產品的結構穩定性與倍率性能,進而使之更適合作為其他設備的電源。

因此,使用來源相對廣泛的三氧化鎢來作為鈷元素的替代品,有望加快無鈷電池在實際生活中的應用。

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