2012年，長城 汽車 決定開展鋰離子電芯的研發工作，於是成立了電池項目組。而後，為了兌現自己電動化走向世界的承諾，這個動力電池事業部獨立出來成立了蜂巢能源。變革、更新，似乎是蜂巢能源從創立之初就被定下的準則，這不只是壹家電池廠的成果，更是背後壹個 汽車 品牌的勃勃野心。
5月18日，這家由長城 汽車 獨立出來的動力電池企業蜂巢能源宣布正式推出無鈷電池，這種無鈷電池做到了真正意義上的無鈷，將傳統鎳鈷錳電池中的鈷元素剝離出來，正極材料僅為鎳錳，實現鈷含量為0的目標。
蜂巢能源也不只是紙上談兵，而是將想法落地，就在發布會上推出了兩款無鈷電池，壹款能量密度達到了245Wh/kg，容量為115Ah，續航裏程能達到600km，明年6月前即可正式量產；另壹款電池容量為226Ah，能量密度達到了240Wh/kg，續航裏程達到880km，也將在明年下半年實現量產。
近幾年，電池制造商紛紛致力於發展無鈷電池，但到目前為止並沒有真正意義上的無鈷電池商業化。 那麽，鈷在電池中就真的那麽重要嗎？
是的，就是那麽重要。鋰離子電池充放電循環高電流密度條件工作時，正極材料在電池反應中和電解液在循環更為不穩定性，材料表面會生成壹層阻礙膜，增加電池的阻抗，也會導致電極材料的結構崩塌，讓鋰離子的嵌入更困難，從而影響電池輸出的電流和電壓，並產生安全隱患。
簡單來說，沒有鈷，會讓電池的壽命和安全性降低。
那麽，要延長電池壽命，提高電池安全性，減緩材料表面阻礙膜的生成和維持電極材料的結構就是關鍵。
鈷就可以起到這個作用。
以目前應用最廣的鎳鈷鋰NCM電池為例，鈷的加入可以穩定正極材料的層狀結構，並提高材料的循環和倍率性能，
但鈷在電池中只起到穩定結構的作用，不參與充放電的反應，同樣質量的電極中，鈷的含量增加會降低鋰的含量，最終導致電池能量密度的低下。
此外，鈷資源的含量在全球分布不均，鈷礦成分復雜，開采困難，采購成本居高不下，在大環境不友好的情況下，鈷很可能成為扼住電池生產的命運之手，影響產能和電池發展。
也就是說，從成本和電池容量的角度考慮，電池去鈷是大勢所趨。
那麽，無鈷電池又要如何解決前文提到的壽命問題呢？
蜂巢能源官方稱，無鈷電池的核心技術有三項： 陽離子摻雜技術、單晶技術、納米網絡化包覆 。
電池內部傳遞電流，是通過鋰離子在正負極之間穿梭，並進行反應來導電。而鎳的作用是提高增加材料的體積能量密度，在無鈷高鎳正極材料中，活性元素鎳的價態有+2 價、+3 價兩種，錳含量過高時，鎳的二價離子也會越多，二價鎳離子和鋰離子的離子半徑相似，會有部分遷移到Li層之中。
簡而言之，二價鎳離子很容易取代鋰離子的點位，作為電池反應物的鋰離子沒有地方去，也就沒有辦法進行反應。不但會造成材料的容量降低，還會導致材料的阻抗增加。
蜂巢能源稱使用了 兩種更穩定的元素 替代鈷對材料進行摻雜，建立更為穩定的八面體結構減少鋰鎳混排，大幅改善的材料的穩定性，可以在4.3——4.35V電壓下穩定工作，並不會讓能量密度出現明顯降低。
已有研究證明，在正極材料中摻雜鈮和二氧化鋯（對，就是可以偽裝成鉆石的那個鋯）能提高電池的循環性能，電壓工作範圍也基本穩定在4.35V左右；用Al和Mg替代Co元素同樣能夠獲得非常低的鋰鎳混排率。
也就是說，蜂巢已經找到了在電極中替代鈷的物質，可以在保證電池容量密度的前提下，提高無鈷電池的安全性和循環壽命。
但需要註意的是，相關研究只是在實驗室測試，後期蜂巢能源如果透露了更多細節，我們可以來再品壹品。
在晶體的生長過程中，往往會同時產生多個晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則形成單晶。如果這些晶核在生長過程中晶面取向各不相同，則會形成多晶。可以想象成，衣櫃每壹件衣服擺放整齊和亂七八糟堆在壹起，這就是單晶和多晶的區別。
在電極制作過程中，需要通過高強度的輥壓讓極片上附著更多的活性物質，多晶材料在過程中會導致正極和電解液反應，同樣也會導致材料結構的崩塌，電池壽命降低，安全性能下降。
單晶與多晶相比，具有更高的強度和更好的電學性能，這讓電極材料有更長的工作壽命和更高的能量轉換效率，所以推測蜂巢所謂的單晶技術是指正極的鎳錳酸鋰使用了單晶材料。
在傳統NCM電池中，鈷不僅能在反應中穩定結構，也能改善多晶材料的不穩定性。但在電池去鈷化後，蜂巢能源選擇將多晶材料更換為單晶材料來延長電池壽命。
但是，蜂巢的無鈷電池裏摻雜了過渡金屬氧化物，這種物質在高氧化態高溫下會分解生成氧，不僅會導致電池包膨脹還有助燃的作用。這種材料本身的特性暫時無法通過化學方法進行改性，這意味著只能通過電池結構進行改善，控制電池熱失控蔓延。換句話來說，要在熱管理系統方面跟上，為事故發生後拖延乘員逃生時間。
就目前蜂巢透露出的這些信息來看，無鈷電池的安全性肯定沒有鎳鈷錳三元電池的穩定性好。
在電池使用過程中，高電壓時正負極表面的電解液會發生氧化分解現象，導致鋰離子電池阻抗增加和容量衰降。
蜂巢能源的做法是，在正極材料上包裹壹層物質（納米氧化物），減少在充放電過程中副反應的發生，提高材料的循環性能和倍率性能。
但常見的氧化物或者碳作為包覆層會讓鋰離子擴散受阻，反而會降低正極材料的能量。推測可能會采用三維空間構型的快離子導體進行包覆，比如二氧化矽、氧化鋁這些成本較低同時也相對穩定的物質，也有利於鋰離子在正極脫嵌和嵌入。
可以理解為在電池正極片外部增加壹道門，鋰離子刷臉進出，這道門也能“鎮宅”，讓電解質停止沒有用處的自我消耗，也就是我們說的副反應，既能減緩電池容量下降，也保證了電池的循環穩定性。
總的來說，蜂巢能源的無鈷電池從鋰鎳混排、鈷穩定正極材料結構和電解液高電壓氧化分解三個方面對現有NCM電池做了改善，對車企的影響是 汽車 成本有明顯下降，無論是對行業還是對消費者都是利好的。
不過這種所謂的無鈷電池真的有這麽厲害嗎，我看未必。
這次發布會蜂巢推出的電池並非黑 科技 或者新技術，本質上來說還是以鎳錳鋰為主體的正極材料。這類材料壹直是鋰離子電池正極材料研究的熱點內容之壹，但這些大多都限於實驗室的研究，含鈷電池和磷酸鐵鋰電池仍然占據了市場的大部分份額。和常見的NCM電池相比，雖然說循環性能更好，但是電池能量密度會有所下降。本次蜂巢將這些技術從實驗室推向了生產線，想必已經設計出壹套完整且成熟的生產工藝。
但我們還是要為蜂巢能源鼓鼓掌，如果這種無鈷電池量產後真的能做到續航裏程超過800km，蜂巢能源也算是全世界第壹個把這種體系做到量產實驗階段的企業。電池技術領域出現新突破，無論是行業和個人都是幸事。
蜂巢能源還透露，理論上這款無鈷電池的循環次數可以達到3000次，這意味著車輛全生命周期的行駛裏程可以達到120萬公裏，這個成績雖然不能說吊打特斯拉的百萬英裏電池，但讓國內自主品牌的純電動車續航再上壹個臺階是絕對沒問題的。
距離明年量產也只有不到壹年時間了，蜂巢能源的這份禮物，妳期不期待呢？