Som elbiler bliver mindre niche, batterier kraftoverførsel dem er nødt til at holde op. I sidste uge, Elon Musk tweeted, at batterier til Tesla Model 3 bruger mindre end 3 procent af en dyr kemisk stof kaldet kobolt, og den næste generation batteri “vil bruge none” af det materiale, som nogle har kaldt “blood diamond af batterier.” Hvor hurtigt kan der hævder at være sande?
Kobolt er en vigtig del af batterier. Det er også den dyreste materiale i batteriet og udvundet under betingelser, der ofte overtræder menneskerettighederne. Som et resultat, forskere og nystartede er farende for at skabe en kobolt-batteri.
Musk er “next-gen”, som påstår, er en vag sætning, der ikke er fastsat en bestemt tidsplan, så det er umuligt at vide, hvornår han vil levere — men forvent ikke at det at være i de næste par år.
Randen talte til Caspar Rawles, en analytiker ved Benchmark Mineral Intelligens, der fokuserer på cobalt-markedet og katoder, om, hvorfor det er så udfordrende at skabe en kobolt-batteri.
Dette interview er blevet let redigeret af hensyn til klarhed.
Hvad der præcist er kobolt og hvor er det brydes? Er det yderst sjældent?
Når vi taler om udvundet kobolt, forsyningen af råstoffer i vid udstrækning kommer fra [den Demokratiske Republik] Congo. Sidste år, 66 procent af verdens kobolt kom fra Congo. Congo har virkelig en stor kvælertag.
Det er ikke nødvendigvis så sjældent som et mineral, men det er sjældnere end lithium eller grafit eller nogle andre. Det er typisk fremstillet som et produkt, hvilket betyder at det kommer ud som et andet materiale fra nikkel eller kobber minedrift. Så, folk er bekymrede, fordi udbuddet af kobolt er i sidste ende afhængig af den større kobber og nikkel markeder. Hvis disse markeder er ramt af lave priser, og så efterspørgsel, bliver det sværere at investere i kobolt produktion.
En masse af virksomheder, herunder Tesla, er interesseret i at gøre nul-kobolt batteri. Hvornår tror du, der vil ske?
Tesla bruger en formulering, der hedder NCA (nikkel, kobolt, aluminium), som allerede er meget lav-kobolt. I løbet af de sidste seks år, Tesla og Panasonic, der leverer batterier til Tesla] har reduceret kobolt afhængighed af omkring 60 procent allerede. Det er allerede meget lav. Vi mener, at det vil være vanskeligt for dem at gå meget lavere, fordi du løbe ind i tekniske problemer.
Hvad er nogle af disse problemer?
Kobolt er det sikre element i katoden. Som du reducere det, du reducere livscyklus af cellen. Det nuværende marked standard for elbiler er en otte-årig garanti for at beholde 80 procent af den oprindelige kapacitet af batteriet. Du er nødt til at være sikker på, at dit batteri kan gøre det, ellers, du bliver nødt til at erstatte det under garantien, som er langt dyrere end de teoretiske besparelser, du får fra mindre kobolt.
Og der er et spørgsmål om sikkerhed så godt. Som du reducere mængden af kobolt, kan du øge mængden af nikkel. Cellerne kan blive overophedet, og det kan ikke længere effektivt kan køle sig selv, hvilket kan føre til forbrænding. Det er en relativt lav risiko, men det er ikke en risiko for, at der kan blive taget, og du har brug for særlig teknologi til at undgå det. Plus, lav cobalt formuleringer er nødt til at producere i særlige tørre miljøer, og så er der en omkostning til at gøre dem, også.
Jeg synes det er meget udfordrende fra et ingeniørmæssigt synspunkt for at løse disse problemer, så jeg tror, den nuværende NCA teknologi kommer til at blive den dominerende teknologi til de næste 10 år.
Nogle mennesker påpegede, at Panasonic meddelte, at det var på vej til at udvikle en kobolt-gratis batteriet og derefter bestilt tre gange så meget kobolt. Kan du sætte det i perspektiv for mig?
Den kobolt-batteri er noget Panasonic arbejder på, men jeg tror ikke, det er rundt om hjørnet. Panasonic er sikkert bestille mere kobolt, blot fordi de har brug for at gøre mere-batterier. Tesla er rampe op produktion, og de har en aftale med Toyota.
Hvad ser du som den fremtidige kobolt marked? Er det ved at blive mere og mere dyrt?
Det er den multimillion-dollar spørgsmål. Elbiler er at skabe en ægte efterspørgsel efter kobolt nu og der kommer til at være omkring i lang tid. Efterspørgslen efter kobolt bruges til at være mest til superlegeringer, der anvendes i jetmotorer og hardware. Nu, over 50 procent af efterspørgslen kommer fra batteriet sektor, som kommer til helt at ændre branchen.
På samme tid, er der en række nye projekter, til mine, kobolt i den demokratiske republik CONGO. Jeg tror, at vi vil have priserne er stabile indtil omkring 2022, når efterspørgslen kommer til at overstige, hvad nye forbrugsstoffer kan komme, og så er priserne forventes at stige.
Hvad tror du er fremtiden for batteri? Hvad kunne “next-gen”?
Der er ting som avancerede lithium-ion-batterier, som bruger lidt kobolt og kunne være her i et par år. Men vi er virkelig få mod de fysisk-kemiske grænse for, hvad disse materialer kan gøre. For mig, den næste generation er noget i retning af solid-state-batterier med solid anode, men det er en lang vej. Andre ting, som natrium-ion batterier, er stadig på lab skala, og du har brug for at få fra laboratorium til forskning til pilot-test, for at katode-test til batteri test. Vi ser mindst 10 år mere for det.