你无钴，你全家无钴

【客座作者】从昨天开始，一则特斯拉将采用宁德时代“无钴电池”的消息迅速传开，进而引发了两股股票的暴跌。

今天股市。

这些个股分化明显：钴行业股跪不起，磷酸铁锂凯旋。

然而，笔者想说的是：描述特斯拉考虑使用磷酸铁锂作为无钴电池的做法具有很大的误导性。

此类报道是极其不负责任的。

磷酸铁锂材料VS三元（镍钴锰）材料，它们是什么？首先，这个消息讲的是磷酸铁锂（所谓的“无钴材料”）替代三元材料。

那么磷酸铁锂材料和三元材料分别是什么？磷酸铁锂材料，化学式为LiFePO4，晶体结构为橄榄石结构，电压平台为3.4V，理论比容量为mAh/g（注意这是理论，实际使用没有那么高），常缩写作为LFP。

磷酸铁锂具有相对稳定的材料结构、成本低（全部基于丰度较高的元素）、安全性高，因此目前在电动汽车市场有很多应用。

左图：磷酸铁锂LFP材料结构；右图：三元NCM材料结构三元材料，化学式为LiNixCoyMn1-x-yO2。

晶体结构为层状结构，电压约为3.6V。

实际可用容量取决于镍：钴：锰的含量比（x:y:1-x-y），常缩写为NCM（镍钴铝NCA材料可以认为是NCM的近亲。

两者非常相似，本文不再解释）。

该系列材料中镍钴锰的比例是连续变化的，因此人们常常根据这三种元素的比例进一步命名NCM，如NCM（镍：钴：锰=）、NCM（镍：钴：锰） =8:1:1）。

三元NCM材料中镍、钴、锰的比例可调，摘自文献[1]与磷酸铁锂材料相比，三元材料具有更高的电压平台和更高的比容量（实际可用容量可达mAh） /g)，因此可以带来更高的能量密度。

随着镍含量的增加（相应地，钴的使用量减少，但注意这只是相对于镍用量的减少，而不是行业整体的使用量），三元材料的比容量将不断增加，并且容量密度还可以进一步提高。

对于电动车来说，几乎所有人都知道不能随便开+里程焦虑的痛苦。

因此，追求更高的能量密度、采用更高镍含量的三元材料是行业共同发展趋势，也是产业升级的关键。

方向。

钴是电动汽车领域不能独善其身的材料吗？看完今天的新闻，再加上刚才的分析，很多人大概都觉得钴行业没有前途，应该赶紧弃船了。

还有刘博士，您不是说随着镍越来越丰富，钴会不会变得没用了？真的是这样吗？对于三元材料来说，钴仍然很难摆脱，至少在现阶段是这样。

如上所述：增加三元材料的镍含量可以提高能量密度，但也会降低材料的稳定性，在材料制备和寿命方面带来一系列严峻的挑战。

钴，有点贵的东西，正是目前稳定高镍三元材料所需的元素。

虽然剂量可以减少，但真正减少到零却并不容易。

钴对三元材料稳定性的贡献摘自文献[1]。

钴价格昂贵，镍越多能量密度越高。

如果能够在没有钴的情况下制造它，那将是非常诱人的。

那么为什么不是每个人都这样做呢？当然是因为它很难做到。

事实上，到目前为止，学术界和工业界在无钴三元材料方面已经做了很多工作，但至少到目前为止，业内还没有一家公司能够推出基于无钴三元的成熟电池电芯样品。

材料。

什么，你有样品吗？在没有充分验证和成熟度保证的情况下，贸然用于工程领域大规模推广。

这就是做工程的想法吗？即使我们有了样品，距离投入实际使用还有很长的路要走。

另外，实验室产生的功率扣除数据不算在内。

还需要无钴三元材料：当前以乘用车为代表的电动汽车领域发展的主推力，正如刚才所说，无钴三元材料其实制作起来相当困难。

事实上，即使是低钴高镍的三元电池也不容易制造（这足以难倒大多数中游电池芯制造商）。

对湿度等因素的控制要求非常严格，所以目前只有国内领先的电芯厂可以玩。

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接下来我给大家展示一些图片，让大家直观感受一下三元材料电池在电动汽车装机量中所占的比例。

乘用车代表着汽车领域的高端产能+保有量保障，而对于乘用车来说，拥有一定的能量/里程是一个非常现实的需求，所以三元+乘用车自然是当前的电动汽车领域。

最大的推动。

可以看出，NCM和NCA占据了中国动力电池装机量的近三分之二，且大部分安装在乘用车上。

而今天新闻的实际内容是：特斯拉会考虑使用磷酸铁锂，但并没有说特斯拉不使用三元/特斯拉的三元不使用钴。

还请您仔细阅读并理解这句话。

所以，我们还需要钴。

概念解析：“无钴”是针对谁的？是为了三元，不是为了磷酸铁锂？笔者看了今天的新闻后真的很生气。

对于磷酸铁锂来说，是一个很好的材料。

目前在储能、公交车等领域得到良好应用。

其低成本优势也吸引了越来越多的人重新审视其优势。

其性能与三元材料不同，市场定位也有所差异化。

两者实际上可以携手发展、共同繁荣。

但你说他不含钴？ “无钴”的概念多年来一直是业界关注的焦点，但业界对这个定义/技术的理解一直是去掉三元层状材料中NCM中的C（钴）并对其进行涂覆通过一些掺杂使用其他元素和加工方法来制造这种材料的目的是利用高镍带来的高容量/能量，同时试图保持钴仍然存在时带来的稳定性，从而走向实用化。

对于最初包含钴的材料（三元 NCM），您将“是”更改为“否”并创建新材料。

这就是所谓的技术突破。

这是强大且创新的。

对于一种本来就存在、本来就不含钴的材料（磷酸铁锂LFP），如果给别人贴上标签，说它也叫无钴，这就叫玩文字游戏，坑蒙拐骗。

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那么我们是否可以无限制地推论这个概念：无钴车架、无钴轮胎、无钴玻璃、无钴内饰……我给大家勾画一下业内人士讨论这件事的场景：“XX公司被称为“想要制造无钴电池？”真的吗？镍锰含量是多少？”（惊讶）“我问了，其实是磷酸铁锂。

”“哦，不管了，继续关注。

”总结一下：钴材料有哪些？用途？钴是战略性的电动汽车用三元锂电池：即使平均使用量变低，如果总存储量激增，钴的市场仍然巨大（想想全球特斯拉和电气化浪潮的消费电子电池：差不多。

都采用钴酸锂正极材料，因为这种材料体积比能量高，没有它其他材料无法解决电池的“小/薄”要求。

高温，硬质合金：有大致了解的人都可以。

材料和机械行业的人都知道，制备高性能合金离不开钴，作为一个钴资源并不丰富的国家，为了开发和克服这个问题，我国做出了很多努力。

在磁性材料领域：钴作为一种铁磁材料，广泛用于高性能磁性材料的制备，用途广泛。

现在随机选取一个无钴概念并告诉我。

没用的？对于整理这条新闻的记者，我想说的是：别总想着搞大新闻！说句题外话，可能有人会说：刘波，你是为三元平台尽心尽力，钴盐上加盐的吗？磷酸铁锂？笑。

多年来，我一直与同事们一起从事磷酸铁锂材料的研磨、喷涂和燃烧工作。

这也是我电池事业的开始和重要组成部分。

我对他有很多感情。

我为什么要破解它？ ？每种材料和技术都有其自身的特点。

三元和铁锂可以互补。

现在他们都有了自己适合的领域。

兄弟俩也可以互相学习优点，共同进步。

没必要掐死对方。

好的？本文作者：Frey Liu，毕业于清华大学材料系，获博士学位。

并多年来从事动力电池研发。

目前在一家外资汽车公司的电池开发部门工作。

感谢张一驰和彭帅对本文的建议。

建议。

免责声明：本文是作者利用业余时间撰写的。

仅讨论技术方面，不代表任何组织观点。