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替代者们已上路!钴同学究竟还能“得宠”多久?

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写在前面:几百年前,在德国萨克森州有一个规模很大的矿床开采中心,大批的矿工聚集于此。原本平常的采矿作业因为一次事故变得不平凡,矿工们因二氧化硫、砷等毒气中毒,以致提炼金属工作不得不终止。可笑的是,这次事故让那些终日迷信的人振振有词,他们认为是有“地下恶魔”在作祟。若干年后,人们发现导致这次事故的“祸首”并非恶魔,而是辉钴矿,一种含钴的蓝色矿石,中世纪在欧洲被称为kobalt。

当初中毒的矿工没有白白奉献,他们用自己的身体告知世人钴的存在,这才有了后来锂电池的广泛应用。被称为“恶魔”的钴如今可是香饽饽,其是锂电池中不可或缺的金属元素。于是我们看到全球钴价在持续走高,储量则在日益减少。不过,人类的聪明不在于发现,而在于利用且不依赖。种种迹象表明,钴同学的“得宠”只是暂时的,它的替代品似乎不再遥远。究其原委,我们还要从元素周期表说起...

钴在动力电池中扮演着什么样的角色?

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钴在这个让我们又爱又恨的元素周期表里序数是27,属于小金属,具有铁磁性,可贵的是其化学特性比较稳定,在常温下不会与水和空气发生反应。格•布兰特(G.Brandt),瑞典人,他在1753年从辉钴矿中分离出浅玫色的灰色金属,从而被认为是钴的发现者,把钴定位金属元素和列入元素周期表里的人则分别是瑞典化学家伯格曼和拉瓦锡。

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关于钴的使用,从古至今一直没有停过。古希腊人和古罗马人曾经利用它制造有色玻璃,中国唐朝彩色瓷器上的蓝色也是钴的杰作。后来到了20世纪,钴及其合金在多个工业领域得到使用,比如机械、化工、航空航天等,我们熟知的一些催化剂、干燥剂、颜料、燃料等也是钴以化合物的形式呈现出来的。可以说,如今的钴已成为一种非常重要的战略金属。

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扯了这么些有的没的,该切入正题了,也就是锂电池。新能源车顺利度过起步期后,如今在技术上虽谈不上成熟,但已经有了清晰的发展方向,在安全的基础上最大限度提升续航里程成为重中之重。于是我们看到,比亚迪为了提升续航里程弃用了磷酸铁锂,转而采用三元锂电池。

在这片新的土壤下,钴成为了决定性因素,至少目前看是这样。为何这么说?

三元锂电池大体分为两类,一类是特斯拉使用的镍钴锂(NCA),另外一种是日产、宝马等使用的镍钴锰(NCM),但无论是哪种,钴在其中起到了提升电池能量密度的重要作用。对于动力电池来说,此前镍的比例并未得到特别的关注,这也给了钴进一步“得宠”的机会。

为何它让人又爱又恨?

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然而事情的发展远没这么简单!全球而言,钴资源的总储量大概在700万吨左右,但分布很不平均,主要集中在刚果(金)、澳大利亚、古巴等国家,这三个国家储量之和占到全球的七成。说到这儿聊个题外话,为了加速钴的开采,刚果(金)这种比较落后的国家雇佣童工进行手抓矿开采非常普遍,特斯拉和苹果这种下游“大客户”一直在加强供应链的管理,但效果并不太好,这种现象至今仍未被禁止。