電動(dòng)汽車電池技術(shù)擺脫對(duì)鈷的依賴

隨著電動(dòng)汽車（和電氣化技術(shù)）越來越受消費(fèi)者和生態(tài)系統(tǒng)參與者的歡迎，人們?cè)絹碓疥P(guān)注整個(gè)價(jià)值鏈運(yùn)營和流程中的道德與可持續(xù)性問題。從開采實(shí)踐到電池梯次利用，生態(tài)系統(tǒng)的參與者希望通過在整個(gè)電池生命周期中實(shí)施更多的道德標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到加倍關(guān)注可持續(xù)發(fā)展的目的。

如今，大多數(shù)鋰離子電池都使用化學(xué)元素鈷作為陰極材料（這部分將決定鋰離子電池的儲(chǔ)電量）的基礎(chǔ)。與其他化學(xué)元素相比，鈷陰極電池的續(xù)航時(shí)間更久，電荷測(cè)量和管理的難度更低。但是，鈷的開采長期飽受爭議。

鈷：電動(dòng)汽車電池技術(shù)面臨的道德困境

全球大約70%的鈷都是在剛果民主共和國(DRC)開采的，這個(gè)國家以貧窮、腐敗和人權(quán)問題而聞名¹。特別是，該國的鈷開采還涉及使用童工、開采條件不安全、虐待礦工和其他違法問題。隨著電氣化生態(tài)系統(tǒng)要求兼顧社會(huì)可持續(xù)性和環(huán)境可持續(xù)性，大家對(duì)更低鈷含量的電池化學(xué)材料（NMC和NCA）和不含鈷的電池化學(xué)材料（例如磷酸鐵鋰(LFP)）的興趣與日俱增。許多制造商對(duì)此表示歡迎。事實(shí)上，特斯拉計(jì)劃生產(chǎn)更低鈷含量或不含鈷的高能量電池，以加速構(gòu)建可持續(xù)的能源之路²。

來源：Markets Insider; 全球經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)網(wǎng)^[3,4,5]

LFP電池不僅經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證，而且在行業(yè)中使用了10多年，是領(lǐng)先的原始設(shè)備制造商完全支持并且首選的技術(shù)。然而鈷基化學(xué)材料的能量密度要高10%-20%，因此單次充電的續(xù)航時(shí)間更長。但是，這種高性能伴隨著高風(fēng)險(xiǎn)——相比LFP，鈷的燃點(diǎn)更低，電池起火的風(fēng)險(xiǎn)更高。此外，LFP電池的生產(chǎn)成本更低，在處理擊穿或熱失控等安全隱患方面效率更高。LFP的高功率特性也使其充電速度更快。

電動(dòng)汽車制造商期望能在高價(jià)位、高性能（高端）車輛中使用如今的電池技術(shù)，在低端車輛中使用LFP電池。這些低端車輛不使用鈷，降低了成本，所以售價(jià)更低。雖然相比鈷，LFP電池的成本更低，使用更安全，但其放電曲線更平坦，因此，很難準(zhǔn)確測(cè)量電池電量。

ADI的電池管理系統(tǒng)(BMS)解決方案有助于解決這個(gè)問題。

ADI提供業(yè)界領(lǐng)先技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的電池充電狀態(tài)測(cè)量。ADI的BMS解決方案能夠準(zhǔn)確高效地管理LFP電池的充電狀態(tài)需求，釋放LFP電池對(duì)于該行業(yè)的潛在成本和安全特性優(yōu)勢(shì)，從而大大減輕汽車制造商的負(fù)擔(dān)。此外，LFP電池能在更廣泛的溫度范圍內(nèi)提供更高的功率密度、更長的生命周期和更低的運(yùn)行成本，因此非常適合儲(chǔ)能應(yīng)用等電池梯次利用場(chǎng)景。

最終，LFP電池將會(huì)降低購買電動(dòng)汽車的價(jià)格壁壘，推動(dòng)消費(fèi)者購買電動(dòng)汽車。目前，電池成本占電動(dòng)汽車標(biāo)價(jià)的51%⁷。此外，擺脫對(duì)鈷的嚴(yán)重依賴將推動(dòng)該行業(yè)構(gòu)建更合乎道德標(biāo)準(zhǔn)的供應(yīng)鏈，而LFP電池的優(yōu)勢(shì)最終會(huì)幫助實(shí)現(xiàn)更環(huán)保的可持續(xù)電池生態(tài)系統(tǒng)，并提高電池梯次利用的效率。

注釋：

¹Dafydd Davies?！垛捸浽床少徬拗瓢l(fā)生改變》，光伏雜志，2020年3月10日。

²Bridie Schmidt?！短厮估瓟?shù)月來一直使用高能量鎳4680電池》，The Driven，2020年9月28日。

³鎳的價(jià)格（2021年1月11日），來源：https://markets.businessinsider.com/commodities/nickel-price。

⁴鋁的價(jià)格（2021年1月11日），來源：https://markets.businessinsider.com/commodities/aluminum-price。

⁵錳的價(jià)格（2021年1月11日），來源：https://tradingeconomics.com/commodity/manganese。

⁶BU-205：鋰離子的類型（2021年1月11日），來源：https://batteryuniversity.com/learn/article/types_of_lithium_ion。

⁷Gustavo Henrique Ruffo?！对陔妱?dòng)汽車的總成本中，電池占比多少？》InsideEVs，2020年2月5日。