特斯拉、比亚迪做不出的无钴电池，蜂巢能源凭什么敢说明年量产？

1. 特斯拉、比亚迪做不出的无钴电池，蜂巢能源凭什么敢说明年量产？

 2012年，长城 汽车 决定开展锂离子电芯的研发工作，于是成立了电池项目组。而后，为了兑现自己电动化走向世界的承诺，这个动力电池事业部独立出来成立了蜂巢能源。变革、更新，似乎是蜂巢能源从创立之初就被定下的准则，这不只是一家电池厂的成果，更是背后一个 汽车 品牌的勃勃野心。
   5月18日，这家由长城 汽车 独立出来的动力电池企业蜂巢能源宣布正式推出无钴电池，这种无钴电池做到了真正意义上的无钴，将传统镍钴锰电池中的钴元素剥离出来，正极材料仅为镍锰，实现钴含量为0的目标。
   
   蜂巢能源也不只是纸上谈兵，而是将想法落地，就在发布会上推出了两款无钴电池，一款能量密度达到了245Wh/kg，容量为115Ah，续航里程能达到600km，明年6月前即可正式量产；另一款电池容量为226Ah，能量密度达到了240Wh/kg，续航里程达到880km，也将在明年下半年实现量产。
   近几年，电池制造商纷纷致力于发展无钴电池，但到目前为止并没有真正意义上的无钴电池商业化。 那么，钴在电池中就真的那么重要吗？ 
   是的，就是那么重要。锂离子电池充放电循环高电流密度条件工作时，正极材料在电池反应中和电解液在循环更为不稳定性，材料表面会生成一层阻碍膜，增加电池的阻抗，也会导致电极材料的结构崩塌，让锂离子的嵌入更困难，从而影响电池输出的电流和电压，并产生安全隐患。
    简单来说，没有钴，会让电池的寿命和安全性降低。 
   那么，要延长电池寿命，提高电池安全性，减缓材料表面阻碍膜的生成和维持电极材料的结构就是关键。
    钴就可以起到这个作用。 
     
   以目前应用最广的镍钴锂NCM电池为例，钴的加入可以稳定正极材料的层状结构，并提高材料的循环和倍率性能，
   
   但钴在电池中只起到稳定结构的作用，不参与充放电的反应，同样质量的电极中，钴的含量增加会降低锂的含量，最终导致电池能量密度的低下。
   此外，钴资源的含量在全球分布不均，钴矿成分复杂，开采困难，采购成本居高不下，在大环境不友好的情况下，钴很可能成为扼住电池生产的命运之手，影响产能和电池发展。
   也就是说，从成本和电池容量的角度考虑，电池去钴是大势所趋。
   那么，无钴电池又要如何解决前文提到的寿命问题呢？
   蜂巢能源官方称，无钴电池的核心技术有三项： 阳离子掺杂技术、单晶技术、纳米网络化包覆 。
     
     
   电池内部传递电流，是通过锂离子在正负极之间穿梭，并进行反应来导电。而镍的作用是提高增加材料的体积能量密度，在无钴高镍正极材料中，活性元素镍的价态有+2 价、+3 价两种，锰含量过高时，镍的二价离子也会越多，二价镍离子和锂离子的离子半径相似，会有部分迁移到Li层之中。
   简而言之，二价镍离子很容易取代锂离子的点位，作为电池反应物的锂离子没有地方去，也就没有办法进行反应。不但会造成材料的容量降低，还会导致材料的阻抗增加。
   
   
   蜂巢能源称使用了 两种更稳定的元素 替代钴对材料进行掺杂，建立更为稳定的八面体结构减少锂镍混排，大幅改善的材料的稳定性，可以在4.3——4.35V电压下稳定工作，并不会让能量密度出现明显降低。
   
   已有研究证明，在正极材料中掺杂铌和二氧化锆（对，就是可以伪装成钻石的那个锆）能提高电池的循环性能，电压工作范围也基本稳定在4.35V左右；用Al和Mg替代Co元素同样能够获得非常低的锂镍混排率。
   也就是说，蜂巢已经找到了在电极中替代钴的物质，可以在保证电池容量密度的前提下，提高无钴电池的安全性和循环寿命。
   但需要注意的是，相关研究只是在实验室测试，后期蜂巢能源如果透露了更多细节，我们可以来再品一品。
     
     
   在晶体的生长过程中，往往会同时产生多个晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶。如果这些晶核在生长过程中晶面取向各不相同，则会形成多晶。可以想象成，衣柜每一件衣服摆放整齐和乱七八糟堆在一起，这就是单晶和多晶的区别。
   在电极制作过程中，需要通过高强度的辊压让极片上附着更多的活性物质，多晶材料在过程中会导致正极和电解液反应，同样也会导致材料结构的崩塌，电池寿命降低，安全性能下降。
   
   单晶与多晶相比，具有更高的强度和更好的电学性能，这让电极材料有更长的工作寿命和更高的能量转换效率，所以推测蜂巢所谓的单晶技术是指正极的镍锰酸锂使用了单晶材料。
   在传统NCM电池中，钴不仅能在反应中稳定结构，也能改善多晶材料的不稳定性。但在电池去钴化后，蜂巢能源选择将多晶材料更换为单晶材料来延长电池寿命。
   但是，蜂巢的无钴电池里掺杂了过渡金属氧化物，这种物质在高氧化态高温下会分解生成氧，不仅会导致电池包膨胀还有助燃的作用。这种材料本身的特性暂时无法通过化学方法进行改性，这意味着只能通过电池结构进行改善，控制电池热失控蔓延。换句话来说，要在热管理系统方面跟上，为事故发生后拖延乘员逃生时间。
   就目前蜂巢透露出的这些信息来看，无钴电池的安全性肯定没有镍钴锰三元电池的稳定性好。
     
     
   在电池使用过程中，高电压时正负极表面的电解液会发生氧化分解现象，导致锂离子电池阻抗增加和容量衰降。
   蜂巢能源的做法是，在正极材料上包裹一层物质（纳米氧化物），减少在充放电过程中副反应的发生，提高材料的循环性能和倍率性能。
   但常见的氧化物或者碳作为包覆层会让锂离子扩散受阻，反而会降低正极材料的能量。推测可能会采用三维空间构型的快离子导体进行包覆，比如二氧化硅、氧化铝这些成本较低同时也相对稳定的物质，也有利于锂离子在正极脱嵌和嵌入。
   可以理解为在电池正极片外部增加一道门，锂离子刷脸进出，这道门也能“镇宅”，让电解质停止没有用处的自我消耗，也就是我们说的副反应，既能减缓电池容量下降，也保证了电池的循环稳定性。
   总的来说，蜂巢能源的无钴电池从锂镍混排、钴稳定正极材料结构和电解液高电压氧化分解三个方面对现有NCM电池做了改善，对车企的影响是 汽车 成本有明显下降，无论是对行业还是对消费者都是利好的。
   
    不过这种所谓的无钴电池真的有这么厉害吗，我看未必。 
   这次发布会蜂巢推出的电池并非黑 科技 或者新技术，本质上来说还是以镍锰锂为主体的正极材料。这类材料一直是锂离子电池正极材料研究的热点内容之一，但这些大多都限于实验室的研究，含钴电池和磷酸铁锂电池仍然占据了市场的大部分份额。和常见的NCM电池相比，虽然说循环性能更好，但是电池能量密度会有所下降。本次蜂巢将这些技术从实验室推向了生产线，想必已经设计出一套完整且成熟的生产工艺。
   
   但我们还是要为蜂巢能源鼓鼓掌，如果这种无钴电池量产后真的能做到续航里程超过800km，蜂巢能源也算是全世界第一个把这种体系做到量产实验阶段的企业。电池技术领域出现新突破，无论是行业和个人都是幸事。
   蜂巢能源还透露，理论上这款无钴电池的循环次数可以达到3000次，这意味着车辆全生命周期的行驶里程可以达到120万公里，这个成绩虽然不能说吊打特斯拉的百万英里电池，但让国内自主品牌的纯电动车续航再上一个台阶是绝对没问题的。
   距离明年量产也只有不到一年时间了，蜂巢能源的这份礼物，你期不期待呢？

2. 特斯拉还没搞定？蜂巢能源抢发无钴电池，最高要可续航800km

  9月28日，北京新能源车展开幕首日，特斯拉电池日过去的四天后，蜂巢能源发布无钴电池家谱，E&H两大平台可实现A00-D级车型全场景应用，可覆盖300至800+公里车型。 
    在发布会上，蜂巢能源官方透露：长城 汽车 正在规划续航700km的纯电A级车和续航600+km的纯电SUV。 
       在正在进行的2020北京车展上，几乎所有的车企都推出了自己的新能源技术和量产车型。中国动力电池新势力公司蜂巢能源在9月28日的新能源展馆，发布了无钴电池产品的规划，开启无钴产品家族的全球首秀。 
        双平台无钴电池覆，盖300-800公里全系车型  
    蜂巢能源的无钴电池产品分为E平台和H平台，共规划四款产品，分别是容量为90Ah的VDA 1.5x（尺寸为39x148x102.5mm）无钴电芯、容量为115Ah 的VDA 2x（尺寸为52x148x112mm）无钴电芯、容量为115Ah的MEB 1.5x（尺寸为33.4x220x102.5mm）无钴电芯和容量为226Ah的L6（尺寸为21.5x574x118mm）无钴电芯。 
       E平台和H平台所诞生的无钴电芯在材料技术上有所不同。E平台电芯材料主要采用高浓度阳离子掺杂和纳米网络化包覆、微观粒径控制、嵌锂路径优化，2021年容量160mAh/g，2023年提升至170mAh/g；H平台电芯材料则主要采用纳米网络包覆技术、单晶化技术、阳离子掺杂的氧八面结构，2020年容量180mAh/g，2022年能提升至185mAh/g。 
       蜂巢能源H平台和E平台所生产的无钴电芯，对应的是不同的车型定位市场，覆盖从300-800公里以上的全系车型，可实现从A00-D级车型上的全场景应用，并支持全品类终身质保。 
     H平台主打中高端市场，800km长续航，具备替代三元高镍的能力  
    H平台的115Ah无钴电芯（标称容量）和226Ah（标称容量）无钴电芯，对应中高端车型和高端车型，目前已经具备了在长里程车上替代三元高镍的性能水平以及成本竞争力。115Ah无钴电芯能量密度245wh/kg、大于3000次循环的寿命，相比同级高镍三元电池，可实现能量密度提升2%、寿命延长50%、成本降低8%。 
        115Ah无钴电芯搭载于长城 汽车 规划的纯电A级轿车中，续航将达到700km，而搭载于纯电SUV中，可实现600+km的续航。  
       226Ah电芯采用蜂巢能源第三代高速叠片工艺，能量密度235wh/kg、大于3000次循环的寿命。 
       相比同级的高镍三元电池，能量密度提升1.7%、寿命延长50%、成本降低12.5%，在先进的矩阵式 PACK 设计支持下，可实现整车最长续航突破800公里的优秀水平。 
     E平台主打经济车型，具备替代磷酸铁锂电池能力  
       E平台的90Ah无钴电芯（标称容量）和115Ah（标称容量）无钴电芯，主要应用中里程车型，两款电芯循环寿命可达到4000次以上，相比同容量磷酸铁锂电池能量密度提升20%，并降低17%的成本。 
       E平台的无钴电芯在中里程的车上，已经具备替代铁锂产品的性能和成本竞争力。 
     无钴是必须的！  
    无钴电池通常被认为是从镍钴锰三元锂电池中去除钴。由于钴储量小，产量不稳定，若能将钴去除，电池成本将大大降低。 
       在三元锂离子动力电池中，正极材料的成本占比约30%—45%，这其中，钴占有一定比重。以 523体系为例，钴的占比达20%。钴元素并不参与电化学反应，在高镍的同时降低钴含量，是提升电池能量密度和降低成本的好方法。因此，在当前以高镍体系为共识的大前提下，松下、LG、宁德时代等国际主流动力电池企业都在将低钴及无钴化电池作为下一代动力电池研发方向。 
       即将到来的电动 汽车 热潮将显着增加全球对钴的需求。目前，钴元素的市场价格在28万元/吨左右，而据统计，一辆特斯拉Model 3大约需要消耗掉7公斤的钴，而一辆Model S则要消耗掉13.68公斤的钴。 
       有数据预测，全球电动 汽车 库存将从2017年的320万辆增加到2030年的1.3亿辆，因此未来十年钴的总需求量将增加三倍，预计在2020年出现需求超过供应的局面，这将成为妨碍电动 汽车 发展的因素之一。 
        蜂巢能源率先将无钴电池装车路试  
    目前，全球电池供应商和包括特斯拉在内的车企都在设法减少钴在三元锂电池中的用量，甚至是寻求无钴的电池方案。蜂巢能源总裁杨红新在发布会中表示：请走“钴”奶奶和告别紧“钴”咒，将确保主机厂、电池厂供应链的稳定性， 预计2025年全球XEV动力锂电池装机350GWh，用钴金属6.5万吨，如全部使用无钴电池，总成本可降低26亿美元。
       蜂巢能源将成为第一个把无钴电池装车路试的动力电池企业，150℃热箱测试、过充测试均轻松通过，循环与日历寿命也远高于目前量产三元锂电池水平，这也标志着无钴电池正式进入实质性的落地阶段。 
    蜂巢能源，前身是长城 汽车 动力电池事业部，2012年起开始电芯预研，2016年12月成立电池事业部，2018年2月独立为蜂巢能源 科技 有限公司，截止今日，蜂巢能源已经成立959天。 
       蜂巢能源业务涉及电池材料、电芯、模组、PACK、BMS、储能和太阳能技术的研发、制造和创新技术。 
       蜂巢能源拥有超过2700名员工，其中包括1400名研发人员，到2020年研发投入约30亿元，到2025年全球工厂建设计划投入超过260亿元。目前在规划布局的全球七大研发中心中，保定、韩国、上海和印度的研发中心已经投入使用。 
       蜂巢能源今年8月实现动力电池装机量21.94MWh，环比增长80.6%，在中国市场动力电池装机量中排第19名。蜂巢能源今年4月开始提供动力电池配套装车，连续5个月环比高增长。根据杨红新总裁预计，10月份将力争进入前十。 
       蜂巢能源宣布：今年11月将在无锡举办蜂巢电池日，届时将有更多详细的 科技 成果进行发布。 

3. 大神说车：蜂巢能源加入战局，无钴电池到底有多香

自从在去年的上海国际车展上高调亮相之后，长城 汽车 集团旗下的零部件板块在最近一年的时间里，一直动作不断。继蜂巢易创发布了全新一代的2.0T涡轮增加发动机，九速双离合器变速箱、电驱动桥总成等全新产品之后。
  
 日前，蜂巢旗下的另一个重要组成部分蜂巢能源，也正式发布了两款全新的前瞻性的无钴电芯，按照计划，蜂巢能源的首款量产化无钴电池将会为明年六月正式实现量产。
  
 
  
 从蜂巢能源发布的信息来看，此次发布的两款无钴电芯容量分别为115Ah和226Ah。前者的外廓尺寸为33×220×101.6mm。能量密度为245Wh/kg，或575Wh/L。后者的外廓尺寸为575×21.5×118mm。能量密度为226Wh/kg，或590Wh/L。
  
 从单纯的物理数据来看，这两款无钴电芯的的能量密度已经超过了传统的622型三元锂离子电池和811三元锂电池。而通过一系列的矩阵式组合之后，搭载这一技术的某款在研新能源动力车型，可以在有限的车身电池布局空间内，实现880公里的续航里程。结合此前蜂巢能源发布的叠片电池技术来看，这很有可能是二者共同作用的结果。
  
 
  
 根据蜂巢能源官方发布的信息显示，这两款无钴电池可以被运用到目前绝大部分的纯电动车型平台上，并且得益于无钴化的设计架构，其还具备了出色的循环寿命和日历寿命，在整车端可实现15年或120万公里的质保。最重要的是，这两款无钴电池已经不再是概念化的产品，它已经具备了量产化的基础。
  
 从这几项基础性能来看，似乎，蜂巢能源此次发布的两款无钴电池，将会掀开纯电动动力车型的新的一页。没错，一直以来，制约着纯电动动力车型发展的短板，或者说，让新能源车产生续航里程焦虑，难以在市场范围内自发普及开来的短板，就是电池技术而电驱动以及能源管理系统，其实现在已经很成熟了。电池技术的短板也使得纯电动车的电驱动桥可以提供的更好的驾乘质感，被短接了起来。
  
 为了解决这个问题，我们也看到了诸多的动力电池解决方案，从最遥远的燃料电池，再到中长期的固态电池，再到现在的基于传统三元锂离子电池进行的改进。都在围绕着动力电池的密度提升，加快充放电速度以及降低动力电池的成本在做着努力。
  
 
  
 就眼下的技术发展趋势来看，无钴化或者少钴化，是动力电池产业发展在现阶段的一个重要技术方向。
  
 原因很简单，钴，太贵了。
  
 根据相关统计数据显示，钴在地壳中的丰度仅为0.0025%，据此推算，全球陆地的钴储量大约为710万吨，而且这其中52%的钴，都集中在刚果（金）。而被挖出来的钴，又有50%都消耗在了锂电池上。物以稀为贵，再加上储量集中，最近几年里，钴矿的价格一路飙升。照这样下去，马上就要飙到电池企业不可接受的地步了。
  
 再加上现在新能源动力车型在全球 汽车 产业内的蓬勃发展，以及个人电子消费产品需求的不断扩大，预计到2026年以后，钴矿，就要供不应求了。再要找钴矿石，怕是要到月球上去了。
  
 
  
 所以，动力电池的无钴化技术转型，单纯的就是为了降成本。不过，不要认为降成本就一定是个贬义词，相反的，降成本的落地是实现产业化的基础。比如说，燃料电池技术就是因为早年间质子交换膜一定要用到铂，没错，就是结婚钻戒的那个铂，成本高昂才难以得到量产化的普及，一直到丰田找到了一种碳。这是后话，这里暂且不表。
  
 从传统的三元锂离子电池组的发展来看，近年来越来越多的新能源动力车型开始使用了811三元锂离子电池，比如说广汽的Aion系列就是一个典型的代表。所谓的811电池，其实就是其正极材料中镍钴锰的含量，按照80%：10%：10%的比例构成的三元锂电池。
  
 据此往前追溯，三元锂电池还被分为523、622等型号。目前，在新能源动力车型市场中占主流地位的型号，是622型。而特斯拉所采用的动力电池，则是镍钴铝的结构。
  
 
  
 在三元锂电池的三种正极元素的构成里，镍含量的高低决定了电池组能量密度的大小，但是，镍含量过高会导致三元锂离子电池组的稳定性变得很差。而锰和铝则是起到一个提高电池循环化学稳定性的作用，其中，镍钴锰的晶体结构又比镍钴铝的晶体结构稳定一些，不容易出现什么胀气或者是过度发热的情况。对，手机电池经常鼓包就是因为用的镍钴铝的晶体结构不稳定所致的。所以，现在的绝大部分新能源动力车型，都是用的镍钴锰的构型。
  
 那么，钴在这其中是干什么的呢？这事还真可以从字面上来理解，介于镍和锰之间，用来稳定材料的层状结构，同时提供镍钴锰材料的循环性能和倍率性能。嗯，就是这样一个看似无关紧要，但是又不能没有的角色，占掉了三元锂离子电池的绝大部分成本。
  
 
  
 作为一种全新的新能源动力电池，除了蜂巢能源之外，宁德时代、比亚迪等传统的电池企业都在摸索动力电池的无钴化架构。在国际市场上，LG化学、松下等动力电池供应商也都在着手研究四元锂电池的架构，以尽量减少钴元素在电池中的使用量和依赖程度。
  
 比亚迪早年间推出的磷酸铁锂电池，从本质上看也是一种无钴电池，在整个大趋势的推动作用下，比亚迪也在今年推出了基于磷酸铁锂电池的技术架构，进一步优化结构推出了磷酸铁锂刀片电池，大幅度的提升了其能量密度。而特斯拉也在不久前宣布，将会与宁德时代共同研发基于磷酸铁锂技术打造而来的单芯电池。
  
 
  
 从目前蜂巢能源所公布的NMY无钴电池的名称来看，它应该是采用了镍锰钇的材料，钇是一种稀土金属元素。虽然在地壳中的含量同样不高，但是40%的钇都集中分布在中国。
  
 所以，这也是一种资源优势。而根据蜂巢能源的信息显示，全新的无钴电池也实现了高续航能力和安全性的提升，尤其是在安全性上，完全优于三元锂电池。
  
 那么这样一来，蜂巢能源的这一波操作，可能真的要开创电动车的2.0时代了呢。

4. 蜂巢能源抢先落地，无钴电池的第一次出击

无钴电池进入落地阶段。
继磷酸铁锂电池、三元电池和固态电池之后，包括宁德时代、松下、LG 化学等公司均在布局无钴电池技术，特斯拉也在今年 2 月放出了研发无钴电池的消息。
而在目前所有发声的公司里，从长城体系孵化的动力电池供应商新秀——蜂巢能源成为第一家将无钴电池产品落地的公司。
5 月 18 日，蜂巢能源总裁杨红新发布了两款无钴电芯产品：115Ah 电芯和?L6?薄片无钴长电芯。
在这两款电芯的基础上，利用蜂巢能源的单晶无钴材料技术、叠片电芯设计技术、矩阵 PACK 设计技术和车规级 AI 电池制造工艺等优势，将能够实现整车续航里程超过?800 公里，电池使用寿命达到 15 年 120 万公里。
由此，几个问题亟待厘清：动力电池供应商为何争相布局无钴电池？蜂巢能源的技术是如何实现的？未来的无钴电池市场格局又将如何？
1、无钴电池的「心」病
今天的纯电动汽车，尤其是乘用车大多配备了三元电池。
这些三元电池的正极材料有两种，一种主要由镍、钴、锰构成，电池产品有 NCM523 和 NCM811。
综合计算，它们的正极材料钴含量分别为 12%、7%，大多数车企会配备这两种电池产品。
另一种主要由镍、钴、铝构成，电池产品主要为 NCA，钴含量低于 10%，配备这一电池产品的主要为特斯拉。
以三元电池为主的车企和电池供应商，均对正极材料中的「钴」格外重视。
一方面，钴不可或缺。
它是目前使用最广泛的层状结构正极 NCM、NCA 动力电池中的必不可少的元素，因为它可以很好地形成层状结构，而且能提高正极材料的电子导电度，提高正极材料的倍率特性，对不稳定的镍形成稳定作用。
另一方面，钴成本昂贵。
在正极材料锂、镍、钴、锰中，钴的价格最高，而且已经从 2010 年的 2 万美元/吨，上升到 2018 年的 9 万美元/吨。
消费者要买一辆纯电动车，动力电池成本通常占到 30%-40%。
如果进一步拆解，电池正极材料大概占到电池成本的 40%。消费者花出去的钱，有相当一部分用于为钴买单。
价格上涨迅速背后，钴还存在储量低、分布地过于集中、开采过程中剥削儿童劳动力等诸多问题。
如果你花 20 万元买一辆纯电动车，哪怕有一丁点会带来远在万里外的一名童工受到剥削的可能性，这件事恐怕都是不可持续的。
与消费者考虑角度不同，电池供应商更关心的是供应可持续和成本问题。
目前，钴的全球存储量约为 710 万吨，主要集中在刚果（金）、澳大利亚和古巴三个国家。
因为储量过于集中，对供应商的影响已经显现。
2018 年 7 月，当时还是特斯拉独家电池供应商的松下宣布，由于担心受到美国制裁，已经暂停与一家加拿大供应商关于古巴钴的供货关系，因为古巴当时正受到美国制裁。
由此，如何降低电池中的钴含量，甚至直接将钴从正极材料中去除，是许多电池供应商常年的心病。
2、押注无钴电 
无钴电池的研发理论已经出现了约 20 年，却一直没有成熟方案落地。
这里的难点在于如何找到替代钴的金属，以及解决好制造过程中的诸多精细化工艺，比如包覆技术、掺杂技术、烧结过程的工艺控制等。
那为什么蜂巢能源这一自称「锂电池新势力」的公司率先推出无钴电池呢？
现在看来，很大一部分原因在于，这家公司在初期集中资源对无钴电池的研发进行了押注。
据杨红新透露，蜂巢能源在研发初期便对无钴电池进行了海量资源的投入，仅研发资金的投入便达到数千万元级别。
面对宁德时代、比亚迪和国轩高科等动力电池巨头，作为一家动力电池新秀，蜂巢能源也的确需要拥有具备深度创新的技术。
前有宁德时代后有比亚迪，如果从电池包封装着手，并不是一个好选择。剩下的变量便只有电芯和模组，而对电芯正极材料的创新，又是最难也影响最大的工作。
蜂巢能源的前身是长城汽车动力电池事业部。
长城自 2012 年起开展电芯的预研工作，2016 年 12 月成立电池事业部，2018 年 2 月电池事业部独立为蜂巢能源科技有限公司。
目前，蜂巢能源的第一大股东为长城汽车董事长魏建军。
据悉，蜂巢能源的无钴电芯产品于 2018 年 3 月正式立项。
到 2019 年 7 月，蜂巢能源宣布完成无钴化关键技术的研发攻关，并首次发布了全球首款基于无钴材料的电芯产品。到今天两款电池产品发布，整个过程历时两年多时间。
3、通过安全测试
来看看蜂巢能源的两款产品：
第一款产品是 115Ah 电芯。
这款电芯能够搭载到目前大部分的纯电动车平台上，电池包在整车端可以实现 15 年 120 万公里的超长使用寿命，将在 2021 年 6 月推向市场（SOP）。
第二款产品是 L6 薄片无钴长电芯，容量可以达到 226Ah。
这款电芯目前正在和长城汽车的一款高端车型做适配性开发，2021 年下半年将推向市场（SOP）。
这款电芯采用蜂巢能源的矩阵式 PACK 设计，可以实现最高 880 公里的续航，而之所以能够做到如此高的续航，在于这款电池的容量可以达到 135 度电的无模组方案。
作为一款新的电池产品，无钴电池需要通过安全性这一关。
据了解，蜂巢能源的无钴电池已经通过了国标（GB/T-31485）和欧标 (IEC62660) 的全部安全性测试。
结果表明，其电池产品的安全性能优于高镍三元电池。
需要注意的是，国标和欧标的测试规范是按照 130℃进行测试，判定标准为不起火不爆炸。
普通高镍三元?140℃的热箱测试，结果普通高镍三元电芯在 140℃高温静置结束半小时后发生起火现象。
蜂巢无钴电芯在?150℃高温静置结束半小时后未发生起火现象。
以热稳定性为例，蜂巢能源已经通过 150℃的热箱实验，明显优于高镍三元电池。
目前，蜂巢能源的无钴电池已经进入吨级小批量测试阶段。
那么，蜂巢能源是如何实现技术突破的？
4、正极材料革命
蜂巢能源的无钴电池研发，大致做法是，通过对镍锰比例进行设计，采用阳离子掺杂技术提高材料上限电压。
采用单晶技术改善电池的安全性和寿命，采用纳米网络化包覆技术，提升高电压下的循环性能，最终开发出高电压、高电池容量、无钴的镍锰酸锂单晶材料。
在整个研发过程中，几项技术至关重要，分别是：
（1）阳离子掺杂技术。
这项技术的作用是提高材料的上限电压，从而实现能量密度比磷酸铁锂电池提高 40%。蜂巢能源采用了两种化学键能更强的元素来替代钴，将两种元素掺杂到材料中，并通过强化学键稳定氧八面晶体结构。
这项技术带来的效果是大幅改善了材料稳定性，并可以在 4.3-4.35V 电压下稳定工作。
（2）单晶技术。
与现有的高镍三元电池采用多晶技术不同，蜂巢能源的无钴电池采用了单晶技术。
由于单晶比多晶具有更强的颗粒强度和更稳定的结构，所以可以改善电池的安全性和寿命。
而且，采用多晶技术的材料在电池制造的辊压工序过程中颗粒更容易破碎，会直接导致正极和电解液产生反应并产生大量气体，从而造成电池寿命加速衰减和安全问题。单晶材料的结构却非常稳定，从而可以带来更长的使用寿命。
杨红新透露，电芯寿命可以比多晶的高镍三元电池高出 70%。
（3）纳米网络化包覆技术。
有了正极材料，蜂巢能源在材料的合成中还采用了纳米网络包覆技术，在单晶表面包覆一层纳米氧化物，从而减少正极材料和电解液的反应，改善电池材料在高电压下的循环性能。
完成正极材料开发是前提，接下来还需要完成对电芯和 PACK 的设计。
蜂巢能源的电芯设计采用了叠片工艺电芯。采用叠片设计工艺的电芯，可以提升方形电芯内部的体积空间利用率，层状结构可以使极片平整度更好，应力更均匀，膨胀变形也更小。最终可以带来能量密度和循环寿命的提升。
PACK 设计方面，蜂巢能源的电池包采用了矩阵式设计，将电池包划分为两个矩阵网格，并将长的无钴电池规则排列在网格内，在电池包内部组成大型矩阵模块，矩阵和矩阵之间既相互关联又相互独立，正常工况时能够保证整个矩阵模块的刚度。
在非常规极端工况下，比如侧碰时，可以通过多个电芯分散撞击力，从而保证电池包和整车安全。
从现有的电芯和 PACK 的设计方式看，蜂巢能源的无钴电池仍未告别电池单体、电池模组和 PACK 等传统组成方式。
不过，通过对 PACK 采用的矩阵式结构设计，蜂巢能源的无钴电池包又实现了降低电池包重量的效果。
据杨红新介绍，蜂巢能源无钴电池可以做到?80%?的成组效率，比此前发布 CTP 和刀片电池的成组效率更高。
5、无钴电池带来的冲击
从技术路线看，市场上已有的宁德时代 CTP 技术、比亚迪刀片电池技术、特斯拉无钴（或为磷酸铁锂技术），主要改变的是电池包的封装方式。
而蜂巢能源此次推出的无钴电池技术，则是从单体电池的正极材料入手，革新更为彻底。
那么，蜂巢能源的无钴电池会冲击到谁？
现在看，那些研发三元电池的动力电池供应商和钴产品的上游供应链会受到一定影响，动力电池供应商如宁德时代、比亚迪等。
而以生产磷酸铁锂电池为主的电池供应商，一定程度上也会受到无钴电池的冲击。
韩国汉阳大学能源工程学教授宣良国认为，研发无钴电池，最直接的结果是降低电池成本，预计今后正极材料中使用最广的层状结构将是镍锰材料。
这就是说，从 NCM 电池的正极材料中去除钴，只剩镍锰（NiMn），而生产方式仍与现有的 NCM 和 NCA 生产方式相似。
在保证电池能量密度的前提下，不含高成本的钴的镍锰电池无疑将具备更大的竞争力。
在蜂巢能源发布无钴电池之前，特斯拉已于 2018 年 5 月给股东的邮件中披露过「无钴」年计划，并计划在特斯拉 2020 年电池日上进行披露。
今年 5 月，宁德时代董事长曾毓群表示，宁德时代也有自己的「无钴」电池技术储备，目前研发进展顺利，正在想办法做好供应链，「因为是一个全新的、颠覆性的产品」。
现在，蜂巢能源率先发布无钴电池技术，同一赛道的研发者应该感到了压力。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

5. 无钴电池首面市，蜂巢能源成全球唯一产业化企业

蜂巢能源在近日的成都车展中宣布，已经开发出全球首款无钴电池包，并将正式搭载欧拉樱桃猫进行量产装车。这一技术已经远超特斯拉、LG化学等公司，成为全球第一。但钴在电池中有着重大的作用，为什么要还要去钴呢？ 
     
  首先钴属于不可再生资源，而全球钴的存储量极其有限，仅有710万吨左右，有专家预测，按照目前新能源 汽车 的发展速度，钴资源可能在2026年就将供应不足。 
        
  其次钴资源在全球分布不均，成本极高，作为新能源 汽车 最大消费市场的中国，钴含量仅有8吨左右，主要依赖进口钴资源。 
        
  而部分地区钴的采集聘用童工，采用手抓的生产方式，长期接触钴会造成“硬质合金病”，对人体伤害非常大，这也让含钴电池受到了很大的诟病。 
     
  因此，无钴电池成为新能源动力电池的重要 探索 方向，蜂巢能源目前已经在电池行业呈黑马之姿，这次无钴电池的成功量产，大幅度降低了动力电池的成本，也成功拜托了电池行业对钴的依赖。

6. 首款无钴电池量产装车 蜂巢能源引领电池行业进入无钴时代

在刚刚开幕的第二十四届成都国际车展上，蜂巢能源宣布其开发的全球首款无钴电池包正式搭载长城欧拉首款SUV车型樱桃猫，实现量产装车。动力电池行业也由此进入了无钴时代。


务实研发 突破资源卡脖子难题
在发布会现场，蜂巢能源董事长兼CEO杨红新向与会者分享了公司关于无钴电池的研发初衷、主要历程、本次发布的产品性能特点及未来规划。

杨红新表示，动力电池无钴化一直是锂电行业备受关注的话题。业内皆知钴属于不可再生的稀缺资源，全球探明的储量仅有710万吨左右。随着新能源汽车产业在全球的快速发展，有机构预测在2026年后钴资源就将供应不足。近年来钴价已经多次上涨，持续推高的成本严重影响行业发展。作为全球最大的新能源汽车消费市场也是最大的钴产品消费国，中国已探明的钴储量仅为8万吨，占全球总储量的1.14%，这就意味着我们要想大力发展新能源产业如果没有解决钴资源的有效方案，就只能依赖进口，这也是目前我国锂电池行业面临的最大的资源“卡脖子“难题。

事实上，为了解决钴资源不可持续的难题，全球的科学家们在锂电池去钴化的道路上已经探索了20余年。作为一家全方位创新的能源高科技企业，蜂巢能源累计投入超过5亿元研发经费，1200余名研发人员，120名材料、电芯专家，历时数年深入研发，终于攻克了这一世界级难题，掌握了无钴电池的核心技术。
在无钴正极材料基础研发方面，蜂巢能源经过200余次中试调试，3000余次电性能验证，研制出世界首款无钴正极材料，成功获得69项中国专利和46项国际专利。

基于无钴材料的特点，蜂巢能源进行了全面的体系优化设计，采用先进的高速叠片制造工艺，按照车规级AI智能制造标准，研发出世界首款真正意义的无钴绿色电池，并且顺利通过了150℃的热箱、140%SOC的过充等系列安全测试，还获得EC62660-3/GB T31486-2015/GB 38031-2020/ UL2580等多项权威认证。
量产装车 动力电池行业进入无钴时代

据介绍，本次量产装车的无钴电池包的总电量82.5KWh，系统能量密度170Wh/kg，采用标准平台化MEB模组，应用航空级隔热材料和轻量化设计，经过全面的性能测试和严苛的零部件安全测试，热失控等测试数据远超国家标准要求。搭载在紧凑级SUV车型樱桃猫上，常温工况下续航里程可达600公里以上；性能强劲，5秒内可实现整车百公里加速；防水性能达到IP67；低温情况下，能量保持率高，加热速度快。
无钴电池包优异的性能也得到了充分的实验验证，从2020年开始搭载欧拉样车路测，通过涉水实验、强化路试、整车充放电性能、急加速、减速电池性能、全车电池包绝缘检查等多项整车性能测试，累积测试里程80万公里，测试数据表现优异。

关于无钴电池的后续产品规划，杨红新表示，蜂巢能源无钴电池目前共规划四款量产产品，分别是无钴H 系列115Ah电芯，155Ah电芯，H Plus系列157Ah电芯，和无钴E系列115Ah电芯，覆盖全部车型超长里程。其中无钴H系列115A电芯和155Ah电芯能量密度为240Wh/kg，115Ah产品已经率先实现量产装车。
业内专家表示，蜂巢能源无钴电池量产装车可以说是行业发展的一个里程碑，标志着中国锂电企业在材料基础研发方面取得了创新突破，随着无钴电池的大规模量产，动力电池行业也将正式步入无钴时代。

作为全球动力电池行业的黑马企业，蜂巢能源近年来呈现出爆发式发展的态势。在技术研发上，蜂巢能源在保定、无锡、上海、深圳以及日本、韩国、印度等国内外多地建立研发中心，其独特的高速叠片工艺、高安全性无钴电池、长寿命固态电池、车规级AI智能制造等处于全球领先水平。公司目前累计申报专利超过2500项，其中申请发明专利超过800项，申请PCT国际专利超过50项；全球产能规划方面，蜂巢能源在德国斥资20亿欧元建设欧洲工厂，国内则在长三角、华南和西南三大区域快速布局，仅 2021 年上半年就在四川遂宁、浙江湖州，安徽马鞍山、南京溧水等多地投资建设生产基地和智能化工厂，预计2025年全球总产能将突破200GWh。

7. 全球首款无钴电池量产装车 蜂巢能源引领电池行业进无钴时代

8月29日，第二十四届成都国际车展开幕。蜂巢能源在展会上举行发布会，宣布其开发的全球首款无钴电池包正式搭载长城欧拉首款SUV车型樱桃猫，实现量产装车，引发行业强烈关注。动力电池行业也由此进入无钴时代。


务实研发 突破资源卡脖子难题
在发布会现场，蜂巢能源董事长兼CEO杨红新向与会者分享了公司关于无钴电池的研发初衷、主要历程、本次发布的产品性能特点及未来规划。


杨红新表示，动力电池无钴化一直是锂电行业备受关注的话题。业内皆知钴属于不可再生的稀缺资源，全球探明的储量仅有710万吨左右。随着新能源汽车产业在全球的快速发展，有机构预测在2026年后钴资源就将供应不足。近年来钴价已经多次上涨，持续推高的成本严重影响行业发展。作为全球最大的新能源汽车消费市场也是最大的钴产品消费国，中国已探明的钴储量仅为8万吨，占全球总储量的1.14%，这就意味着我们要想大力发展新能源产业如果没有解决钴资源的有效方案，就只能依赖进口，这也是目前我国锂电池行业面临的最大的资源“卡脖子“难题。


事实上，为了解决钴资源不可持续的难题，全球的科学家们在锂电池去钴化的道路上已经探索了20余年。作为一家全方位创新的能源高科技企业，蜂巢能源累计投入超过5亿元研发经费，1200余名研发人员，120名材料、电芯专家，历时数年深入研发，终于攻克了这一世界级难题，掌握了无钴电池的核心技术。
在无钴正极材料基础研发方面，蜂巢能源经过200余次中试调试，3000余次电性能验证，研制出世界首款无钴正极材料，成功获得69项中国专利和46项国际专利。
基于无钴材料的特点，蜂巢能源进行了全面的体系优化设计，采用先进的高速叠片制造工艺，按照车规级AI智能制造标准，研发出世界首款真正意义的无钴绿色电池，并且顺利通过了150℃的热箱、140%SOC的过充等系列安全测试，还获得EC62660-3/GB T31486-2015/GB 38031-2020/ UL2580等多项权威认证。
量产装车 动力电池行业进入无钴时代
据介绍，本次量产装车的无钴电池包的总电量82.5KWh，系统能量密度170Wh/kg，采用标准平台化MEB模组，应用航空级隔热材料和轻量化设计，经过全面的性能测试和严苛的零部件安全测试，热失控等测试数据远超国家标准要求。搭载在紧凑级SUV车型樱桃猫上，常温工况下续航里程可达600公里以上；性能强劲，5秒内可实现整车百公里加速；防水性能达到IP67；低温情况下，能量保持率高，加热速度快。


无钴电池包优异的性能也得到了充分的实验验证，从2020年开始搭载欧拉样车路测，通过涉水实验、强化路试、整车充放电性能、急加速、减速电池性能、全车电池包绝缘检查等多项整车性能测试，累积测试里程80万公里，测试数据表现优异。
关于无钴电池的后续产品规划，杨红新表示，蜂巢能源无钴电池目前共规划四款量产产品，分别是无钴H 系列115Ah电芯，155Ah电芯，H Plus系列157Ah电芯，和无钴E系列115Ah电芯，覆盖全部车型超长里程。其中无钴H系列115A电芯和155Ah电芯能量密度为240Wh/kg，115Ah产品已经率先实现量产装车。
业内专家表示，蜂巢能源无钴电池量产装车可以说是行业发展的一个里程碑，标志着中国锂电企业在材料基础研发方面取得了创新突破，随着无钴电池的大规模量产，动力电池行业也将正式步入无钴时代。


作为全球动力电池行业的黑马企业，蜂巢能源近年来呈现出爆发式发展的态势。在技术研发上，蜂巢能源在保定、无锡、上海、深圳以及日本、韩国、印度等国内外多地建立研发中心，其独特的高速叠片工艺、高安全性无钴电池、长寿命固态电池、车规级AI智能制造等处于全球领先水平。公司目前累计申报专利超过2500项，其中申请发明专利超过800项，申请PCT国际专利超过50项；全球产能规划方面，蜂巢能源在德国斥资20亿欧元建设欧洲工厂，国内则在长三角、华南和西南三大区域快速布局，仅 2021 年上半年就在四川遂宁、浙江湖州，安徽马鞍山、南京溧水等多地投资建设生产基地和智能化工厂，预计2025年全球总产能将突破200GWh。

8. “无钴”时代来了！蜂巢能源宣布首款无钴电池正式量产下线

 据悉，相比同级别高镍三元电池，该款无钴电芯循环寿命可达3000次以上，已通过150 的热箱测试和140%SOC的过充测试，具有GB/IEC62660/UL2580/UN38.3等标准认证。
     国盛证券研究显示，蜂巢能源的无钴电池采用单晶无钴材料，区别于没有钴的磷酸铁锂电池。
      从产品研发到落地的过程来看， 2018年，蜂巢能源开始投入研发无钴电池；2020年9月，蜂巢能源在北京车展发布无钴电池两大产品平台；2020年12月，蜂巢能源宣布无钴电池正式接受全球预订；今年4月8日，蜂巢能源常州工厂无钴正极材料量产下线。如今，无钴电池首款产品正式量产下线。
    产品应用方面， 此前，7月13日，工信部公示《道路机动车辆生产企业及产品公告》（第346批），新能源乘用车共有59个产品入围，纯电动车型55款，插电混动车型4款。
        产能方面， 蜂巢能源正积极推进无钴电池的扩产建设，根据规划，该款无钴电池将于年底前在其马鞍山基地大批量下线。
   公开资料显示，蜂巢能源的前身为长城 汽车 动力电池事业部。自2012年起开展电芯的预研工作，2016年12月成立电池事业部，2018年2月独立为蜂巢能源 科技 有限公司。其业务包括：下一代电池材料、电芯、模组、PACK、BMS、储能和太阳能技术的研发、制造及创新。
    资本动作方面， 今年4月20日，蜂巢能源董事长杨红新表示，蜂巢能源正与潜在投资者磋商，将筹资30-50亿元，公司计划明年在上交所科创板上市。
       截至今日收盘，长城 汽车 A股涨幅达2.10%，报收44.68元/股，总市值为4111.88亿元。