鈷是一種非常稀有但我們又非常熟悉的元素。
中國古代的青花瓷，就是用含氧化鈷的鈷礦為原料，由陶工在陶瓷坯體上描繪紋飾，再罩上一層透明釉，經(jīng)高溫還原焰一次燒成。鈷料燒成后呈藍色，具有著色力強、顏色鮮艷、燒成率高、呈色穩(wěn)定的特點。
含鈷的藍色礦石輝鈷礦CoAsS，中世紀在歐洲被稱為“Kobalt”，首先出現(xiàn)在16世紀居住在捷克的德國礦物學家阿格里科拉的著作里，這一詞在德文中原意是“妖魔”。鈷的英文名稱“Cobalt”來自于德文的“Kobold”，意為“壞精靈”，因為鈷礦有毒，礦工、冶煉者常在工作時染病，鈷還會污染別的金屬，這些不良效果過去都被看作精靈的惡作劇。?
鈷這種東西有兩個缺點，一就是有非常明顯的毒性，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單中，鈷和鈷化合物都在2B類致癌物清單中。二是鈷的提煉過程非常復雜，會造成嚴重的環(huán)境污染和碳排放。
因為鈷非常顯著的物理性特點，鈷基合金在新能源車的動力系統(tǒng)中起著非常重要的作用。鈷是磁化一次就能保持磁性的少數(shù)金屬之一。在熱作用下，失去磁性的溫度叫居里點，鐵的居里點為769℃，鎳為358℃，鈷可達1150℃。含有60%鈷的磁性鋼比一般磁性鋼的矯頑磁力提高2.5倍。在振動下，一般磁性鋼失去差不多1/3的磁性，而鈷鋼僅失去2%～3.5%的磁性。因而鈷在磁性材料上的優(yōu)勢就很明顯。因此鈷基合金可以用來作為新能源車的驅(qū)動電機的永磁體。采用鈷作為永磁電機的永磁體，可以使電機擁有更好的效率，以及更低的溫升以及更長的壽命。
其次是用碳酸鋰與氧化鈷制成的鈷酸鋰是目前為止應用最普遍的高能電池正極材料，電動車用的鋰電池的性能基本上是由正極材料來決定的，根據(jù)不同的技術路線，常見的正極材料可以分為鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）、磷酸鐵鋰（LFP）、鎳鈷錳酸鋰（NCM）、鎳鈷鋁酸鋰（NCA）等。在這些正極材料中，鈷酸鋰作為正極材料的鋰電池能量密度最高，是其他技術路線目前不能比擬的，大家知道鋰電池的能量密度直接相關到新能源車的續(xù)航旅程。
正是因為鈷在新能源車尤其是電動車的制造中占據(jù)著如此這般重要的地位，所以鈷在某種程度上被稱為“21世紀的石油”。在這場新的石油戰(zhàn)爭中，中國企業(yè)十幾年之前就開始布局，在鈷礦資產(chǎn)的控制上占據(jù)了先機。世界上鈷礦儲量的60%在剛果金，而因為中國企業(yè)長期持續(xù)不懈的努力，已經(jīng)控制了剛果鈷礦資源的八成以上。比如說洛陽欒川鉬業(yè)集團2016年初從美國自由港麥克莫蘭(Freeport-McMoRan)那里獲得了全球最大的銅鈷礦滕科·富古盧姆銅鈷礦超過一半的股權。比亞迪董事長王傳福在成都車展的一個論壇上講鈷資源不掌握在中國人的手里，其實是錯誤的，確切地說是不掌握在比亞迪手里，這也是比亞迪為什么要全力以赴發(fā)展磷酸鐵鋰電池的原因。
產(chǎn)量少而且提純難，加上需求不斷上升，造成鈷價一直翻倍上揚，使得鈷不僅是稀有金屬，還變成了貴金屬。電動車成本的一半是電池，而鈷的成本差不多占了電池成本的20%還要多。
在可持續(xù)發(fā)展的壓力下，可以想象得到的一個思路就是減少在新能源車電池里鈷的用量。無鈷化是一個主要的思路。
特斯拉CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)在一次電話會議中稱：特斯拉已掌握了在鋰離子電池中降低鈷金屬用量的技術，其原話是“We think we can get cobalt to almost nothing”。2019年1月特斯拉首席科學家JeffDahn曾經(jīng)發(fā)表過一篇論文，談及鋰電池正極材料“無鈷高鎳”的可行性。由此可見特斯拉的思路是在電池的正極材料中增加鎳的含量，鎳的一個主要作用也是提升電池能量密度。這樣特斯拉高鎳三元材料的技術解決方案就出現(xiàn)在我們的眼前。但是，鎳的用量增加之后，會導致相應的電極材料的結構穩(wěn)定性降低，從而導致電池循環(huán)壽命和安全性大幅降低。特斯拉還有很長的路要走。
寶馬集團從其在中國生產(chǎn)的第一臺純電動車iX3開始，搭載了一臺“他勵同步電機”，不同于大部分純電動車采用的永磁同步電機。他勵電機不需要永磁體來提供勵磁，擺脫了對稀土材料鈷的依賴。寶馬iX3所搭載的高壓電池系統(tǒng)將由華晨寶馬動力電池中心二期生產(chǎn)，采用寧德時代技術含量更高的811型鎳鈷錳三元鋰離子電芯。這個所謂的811型，就是電池正極材料三種合金鎳鈷錳的含量比，可見也是走的高鎳三元路線來盡量降低電池中鈷的用量。
自主品牌比亞迪一直以來是走磷酸鐵鋰的電池路線，同樣是追求無鈷或者低鈷的目標。去年比亞迪發(fā)布了“刀片電池”，采用新的電池封裝技術，比較好的解決了磷酸鐵鋰電池能量密度低的問題，而且安全可靠，也讓我們看到了高鎳三元技術之外的一種解決方案。但是磷酸鐵鋰電池的衰減速率控制，是比亞迪還需要努力解決的問題。
長城汽車投資的蜂巢能源在今年早些時候也發(fā)布了自己的“無鈷電池”，讓自主品牌在無鈷電池的研發(fā)上增添了新的有生力量。據(jù)了解，蜂巢能源的陽離子摻雜技術采用兩種化學鍵能更大的元素摻雜到材料中替代鈷，通過強化學鍵穩(wěn)定氧八面體結構，減少鋰鎳混排，改善了材料的穩(wěn)定性，使得電池能量密度提高，成本降低。使用這樣的電池，車輛的續(xù)航里程甚至可以達到880公里。
去年底歐盟發(fā)布了新的電池法草案，新電池法草案擬將電動汽車電池從工業(yè)電池中分離出來，作為單獨一類進行管控。新電池法草案對內(nèi)部存儲及容量大于2kWh的電動汽車電池新增了碳足跡要求，要求提供碳足跡聲明，加貼碳足跡性能等級標簽，符合生命周期碳足跡限值等。同時要求內(nèi)部存儲及容量大于2kWh的電動汽車電池和汽車電池從2027年1月1日起必須含有回收利用的鈷、鉛、鋰、鎳，并于2030年1月1日起達到法規(guī)規(guī)定的含量，2035年1月1日達到更高水平。
中國關于動力電池的管理法規(guī)也在積極地醞釀之中。今年的人大會議上，李克強總理在政府工作報告中專門指出要“加快建設動力電池回收利用體系”。
所以一方面在追求無鈷化的同時，另外一方面企業(yè)紛紛開始開始試點采用新的技術對動力電池中的鈷進行追蹤。比如說奔馳公司和沃爾沃公司不約而同地選擇了初創(chuàng)區(qū)塊鏈公司Circulo來追蹤企業(yè)鈷的供應鏈中的碳排放。基于區(qū)塊鏈技術的試點項目會詳細展示這些原材料的生產(chǎn)流程和其過程中產(chǎn)生的碳排放量，并記錄供應鏈中回收材料的使用量。區(qū)塊鏈技術使整個過程變得透明，而透明對于碳中和來講是非常重要的條件。
新能源車的動力電池退役之后，可能會出現(xiàn)梯次利用，比如說大眾在歐洲把回收的新能源車的動力電池用作充電樁的能量儲存單元。寶馬在中國的沈陽，會將回收過來的新能源車動力電池用來作為廠區(qū)物流的電瓶車的動力。經(jīng)歷過梯次利用之后，這些含鈷的動力電池會被送去回收，像歐洲的大眾公司采用濕法冶金手段對粉碎后的電池模組顆粒進行分離，其中有用的鈷，錳，鎳，鋰等稀有金屬材料回收率可以達到95%以上。
