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

　　鈷:電動汽車電池技術面臨的道德困境

　　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)要求兼顧社會可持續(xù)性和環(huán)境可持續(xù)性,大家對更低鈷含量的電池化學材料(NMC和NCA)和不含鈷的電池化學材料(例如磷酸鐵鋰(LFP))的興趣與日俱增。許多制造商對此表示歡迎。事實上,特斯拉計劃生產(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)濟指標數(shù)據(jù)網(wǎng)[3,4,5]

　　LFP電池不僅經(jīng)過生產(chǎn)驗證,而且在行業(yè)中使用了10多年,是領先的原始設備制造商完全支持并且首選的技術。然而鈷基化學材料的能量密度要高10%-20%,因此單次充電的續(xù)航時間更長。但是,這種高性能伴隨著高風險——相比LFP,鈷的燃點更低,電池起火的風險更高。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。

　　電動汽車制造商期望能在高價位、高性能(高端)車輛中使用如今的電池技術,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,很難準確測量電池電量。

　　ADI的電池管理系統(tǒng)(BMS)解決方案有助于解決這個問題。

　　ADI提供業(yè)界領先技術,可實現(xiàn)準確的電池充電狀態(tài)測量。ADI的BMS解決方案能夠準確高效地管理LFP電池的充電狀態(tài)需求,釋放LFP電池對于該行業(yè)的潛在成本和安全特性優(yōu)勢,從而大大減輕汽車制造商的負擔。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行成本,因此非常適合儲能應用等電池梯次利用場景。

　　最終,LFP電池將會降低購買電動汽車的價格壁壘,推動消費者購買電動汽車。目前,電池成本占電動汽車標價的51%7。此外,擺脫對鈷的嚴重依賴將推動該行業(yè)構(gòu)建更合乎道德標準的供應鏈,而LFP電池的優(yōu)勢最終會幫助實現(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。《鈷貨源采購限制發(fā)生改變》,光伏雜志,2020年3月10日。

　　2Bridie Schmidt。《特斯拉數(shù)月來一直使用高能量鎳4680電池》,The Driven,2020年9月28日。

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

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

　　5錳的價格(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。《在電動汽車的總成本中,電池占比多少?》InsideEVs,2020年2月5日。