In the era of the booming new energy vehicle (NEV) industry, battery technology, as the core driving force, has garnered significant attention with every innovation. Cobalt-free batteries, an emerging technological direction in recent years, are currently caught in a dual game of environmental protection and cost considerations, profoundly influencing the development landscape of the entire industry.
I . Der Hintergrund des Aufstiegs der kobaltfreien Batterien
(A) Mangel an Kobaltressourcen und Preisschwankungen
Cobalt ist eine entscheidende strategische Ressource mit begrenzten globalen Reserven und ungleichmäßiger Verteilung . Laut relevanten Daten stammt fast 70% der globalen Kobaltversorgung aus der Demokratischen Republik der Kongo ({2}} Kobalt spielt eine wichtige Rolle in der Kathodenmaterialien der Batterien. Berücksichtigt bis zu 40% der Kosten für Kathodenmaterialien in ternären Batterien . mit dem schnellen Wachstum der Anzahl der NEVs. Der historische Peak . Diese Preisvolatilität hat den Batterieherstellern und NEV-Unternehmen erheblichen Kostendruck auferlegt, was sie dazu veranlasst, nach alternativen Lösungen zu suchen, wodurch kobaltfreie Batterien . entstehen.
(B) Umwelt- und soziale Probleme
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 Risiken . Cobaltite enthält Arsen, ein Karzinogen der Klasse 1, das von der internationalen Agentur für Erforschung von Krebs der Weltgesundheitsorganisation identifiziert wird, und das Arsen -Trioxid ist das Arsen, auf das wir in der Antike oft in der Antike beziehen,.. Health . Darüber hinaus kann das Cobalt -Mining auch lokale soziale Instabilitätsfaktoren auslösen, wie z. B. Ressourcenwettbewerb und Arbeitsrechtsfragen ..
II . Technische Prinzipien und Arten von kobaltfreien Batterien
(A) Technische Prinzipien
Kobaltfreie Batterien bedeuten nicht, dass sie vollständig frei von Kobalt sind . Stattdessen reduzieren oder eliminieren sie Kobaltelemente in den Kathodenmaterialien von Batterien durch technologische Mittel . Cobalt stabilisieren hauptsächlich die geschichtete Struktur von Materialien, um Kathodien zu verhindern. Ansätze . Zum Beispiel durch Dotierung spezifischer Elemente ohne ungepaarte Elektronenspins, wird das Phänomen des Elektronen-Superexchange geschwächt, wodurch Lithium/Nickel-Mischen reduziert wird und die elektrische Leistung der elektrischen Leistung im Rahmen des Strukturveränderungsverfahrens und des Verbesserungsvolumens während des Veränderungsveränders des Struktur und des Verbesserungsveränderung des Veränderung des Struktur und des Verbesserung des Veränderung des Lasten und des Stoffes verlangsamt, und die Volumenänderung des Veränderung des Aufpörsens verlangsamt. Sicherheit .
(B) Haupttypen
Lithium -Eisen -Phosphat (LFP) Batterien: LFP-Batterien sind von Natur aus kobaltfrei und bieten Vorteile wie hohe Sicherheit und niedrige Kosten. Die Dichte der LFP-Batterien beschränkt ihre Anwendung in einigen High-End-Passagier-Fahrzeugsegmenten bis zu einem gewissen Grad .
Kobaltfreie Batterien von Nickel-Mangan-Systemen: Svolts nmx cobalt-freier Akku ist eine Art von Nickel-Manganes-System-Kobalt-freier Batterie . Er erhöht den Nickel-Anteil nach dem Entfernen von Kobalt und dopiert dann andere Elemente, um die thermische Stabilität zu verbessern. . Durch Beschichtung von Substanzen kann die Arbeitsspannung erhöht werden. Wenn die Energiedichte die Energiedichte erhöht. entspricht der von NCM811 und senkt die Materialkosten um 5%-15%und reduziert entsprechend die Kosten der Batteriezellengebühren um etwa 5%, ohne von strategischen Ressourcen betroffen zu sein .
Iii . Kostenvorteile von kobaltfreien Batterien
(A) Reduzierung der Rohstoffkosten
Cobalt ist eines der teuersten Elemente in den Kathodenmaterialien der ternären Batterien. . Die Verwendung oder Beseitigung der Verwendung von Kobalt kann die Rohstoffkosten von Batterien . signifikant senken. Laut einem Forschungsbericht von Southwest Securities können die Kosten für die Ternary-Batterien mit niedrigem Kobalt oder COBALT-freien Ternary-Batterien um 30% der Massenproduktion reduziert werden. Phosphat -Kathodenmaterialien machen weniger als 15% der gesamten Batterienkosten aus.
(B) Förderung der Batteriepreisreduzierungen
Die Kostensenkungen werden den Batteriepreisen direkt senken und senken wiederum die gesamten Fahrzeugkosten von NEVs . Tesla als Beispiel für 30% -40% der gesamten Fahrzeugkosten .}}}}}}}} Wenn Tesla die Anwendung von Kobalt-freie Batterien erreichen, werden die Batterien. Tesla -Modell 3. Dies ist von großer Bedeutung für die Verbesserung der Marktwettbewerbsfähigkeit von NEVs und die Förderung ihrer Popularisierung .
IV . Umgebungsherausforderungen für kobaltfreie Batterien
(A) Probleme mit der Leistungsstabilität
Kobalt spielt eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung der Struktur von Batteriematerialien . Nach dem Entfernen von Kobalt kann die Leistungsstabilität von Batterien betroffen sein. Nach dem Entfernen von Kobalt aus Hochnickel-Batterien wird die thermische Stabilität der Kathode schlechter, wodurch sie sehr anfällig für thermische Ausreißer . sind, wenn sie hohen Temperaturen oder externen Auswirkungen ausgesetzt sind, sind wahrscheinlicher, dass sie Explosionen und Brände auslösen {.}}}}}
(B) Ressourcensubstitution und Recyclingprobleme
Obwohl kobaltfreie Batterien die Abhängigkeit von Cobalt verringern, können sie den Nachfrage nach anderen Ressourcen erhöhen. Zum Beispiel kann die Zunahme des Nickelanteils an Kobalt-freier Batterien des Nickel-Manganes-Systems zu einer größeren Versorgungsdruck auf Nickelressourcen führen. Wie man ausgegebene kobaltfreie Batterien effektiv recyceln und entsorgt, um sekundäre Umweltverschmutzung zu vermeiden, ist eine bedeutende Herausforderung für die Branche .
V . Entwicklungsaussichten und Gegenmaßnahmen für kobaltfreie Batterien
(A) Entwicklungsaussichten
Trotz der zahlreichen Herausforderungen haben kobaltfreie Batterien auf lange Sicht immer noch breite Entwicklungsaussichten. Mit kontinuierlicher technologischer Fortschritt wird erwartet, dass die Leistungsstabilität und Sicherheit von kobaltfreien Batterien weiter verbessert werden, und die Kosten werden weiter abnehmen. Um eine der Mainstream -Technologien für Power -Batterien in der Zukunft zu werden .
(B) Gegenmaßnahmen
Stärkung der technologischen Forschung und Entwicklung: Forschungsinstitutionen und Unternehmen sollten ihre Investitionen in die Forschung und Entwicklung von kobaltfreien Batterietechnologien erhöhen und neue Materialsysteme und Prozesstechnologien kontinuierlich untersuchen, um die Leistungsstabilität und Sicherheit von Batterien zu verbessern.
Verbesserung des Ressourcensicherheitssystems: Erstellen Sie diversifizierte Ressourcenversorgungskanäle, um die Abhängigkeit von einer einzelnen Ressource gleichzeitig zu verringern, um die Erkundung und Entwicklung alternativer Ressourcen wie Nickel zu stärken, um die Ressourcensicherheitsfähigkeiten zu verbessern.
Verbesserung der politischen Anleitung: Die Regierung sollte relevante Richtlinien einführen, um die Forschung, Entwicklung und Anwendung von kobaltfreien Batterien zu fördern und zu unterstützen. Zum Beispiel Bereitstellung von Forschungssubventionen, steuerlichen Anreizen und anderen Richtlinienunterstützung zur Förderung der Entwicklung der Entwicklung der kobaltfreien Batterieindustrie .. Ressourcen .
Kobaltfreie Batterien als wichtige Entwicklungsrichtung in der NEV-Batterie-Technologie stehen derzeit sowohl in der doppelten Umweltschutz- und Kostenüberlegungen vor Herausforderungen als auch Chancen durch Maßnahmen wie die Stärkung der technologischen Forschung und die Entwicklung des Ressourcensicherheitssystems und die Verbesserung der Richtlinien. Industrie .