特斯拉使用无钴电池,对国内新能源车企影响有多大?

2024-05-05 15:31

1. 特斯拉使用无钴电池,对国内新能源车企影响有多大?

含钴电池的性能当然比三元锂电池好,比磷酸铁锂电池也更好,特斯拉作为行业的“颠覆者”或者说搅局者,而特斯拉这个消息一放出来,对股市的影响可不小,锂电池板块开盘大涨到涨停,而钴业则跌停。当然也有人说这是特斯拉放出的烟雾弹,因为钴在国际上的价格一直很高,借这个机会拉低钴的价格。

根据路透社2月18日报道称,特斯拉正在与宁德时代进行深入谈判,商讨在上海超级工厂的电动车中使用无钴电池方面事宜。如果能达成,磷酸铁锂电池将首次被纳入特斯拉生产线,有望降低相关车型的生产成本。很多人则在私底下表示如果特斯拉也用磷酸铁电池,这是自降身价,有悖于明星产品的定位。

车企的日子其实都不好过,就算是特斯拉也一样,不过开辟了上海工厂后,特斯拉进一步零部件本土化,让产品成本进一步下降才是目的,而前段时间爆发的芯片减配问题表明特斯拉对中国市场跟美国市场确实是有很大的不同,那么在中国市场不使用钴电池也就说的过去了。

特斯拉的对手是国内的新能源车企和众多的造车新势力,model 3闯进30万元内厮杀,已经对一些车企带来了很大压力,如果特斯拉进一步降低成本后,对比亚迪和蔚来等企业带来的压力会更大。比亚迪本身的磷酸铁锂电池有着价格优势,虽然品牌影响力不如特斯拉,但是比亚迪混动做得强大,汉这款车型亮相已经引起了很多人的兴趣,刀片电池技术可以达到更多续航和更低的价格,对特斯拉而言当然也是强大对手。

蔚来的车每一款定位都很清晰,高端豪华品质已经初步得到市场认可,接下来它只要稳打稳扎就能巩固自己的市场地位。
在固态电池还没有达到量产装配条件下,各车企也在憋着劲发力,特斯拉一直在布局自己的电池业务,收购的超级电容公司和有核心技术的干电池公司,也是在为自己生产电池作准备。

不论特斯拉用不用钴电池,它已经走在了一条降低成本提升竞争力的路上,对于国内的车企和造车新势力来说,最重要的是要有自己的干货技术和竞争力,否则狼来了就不是一句口号。
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特斯拉使用无钴电池,对国内新能源车企影响有多大?

2. 特斯拉着力降低电池成本,但看起来并无新意

特斯拉电池日在几经跳票之后,终于亮相。

作为全球最领先的电动汽车制造商,特斯拉的电池技术备受关注。活动开幕时吸引了全球270,000多名在线观众,马斯克穿着黑色T恤和牛仔裤走上舞台,大约240位股东坐在公司停车场的Tesla Model 3中鸣喇叭,来代表掌声。

首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)概述了特斯拉大幅削减电动汽车电池设计和制造成本的计划,以便有可能使其生产出25,000美元的汽车,但由于马斯克(Musk)预测这一改变可能需要三年,该汽车制造商的股价有所下滑。
马斯克承认特斯拉尚未完成其雄心勃勃的新车和电池的设计以及制造流程。 该公司在生产目标上习惯性跳票。
新电池产能将提升85倍
马斯克说,特斯拉新的更大的圆柱电池能量密度提升了5倍,功率是原来的6倍,续驶里程可增加16%。由于采用铁钴镍的单晶阴极材料,钴含量减少至2%,并在动力需求不同的产品上使用镍含量不同的电池。按照特斯拉的估算,这将使其电池成本降低56%,但同时,马斯克并补充说全面投产还需要三年的时间。

马斯克说:“我们还没有让所有人都能负担得起的汽车。这将是将来的事情。但是,我们必须降低电池成本。”
特斯拉预计最终将能够每年生产多达2000万辆电动汽车。 今年,整个汽车行业预计将在全球交付8000万辆汽车。
特斯拉股价周二收盘下跌5.6%,在盘后交易中又下跌了4.5%。

为了帮助降低成本,马斯克表示,特斯拉计划在内华达州的“超级工厂”回收电池,同时将钴(最昂贵的电池材料之一)减少到几乎为零。 它还计划在全球数家高度自动化的工厂中制造自己的电池。
特斯拉将首先在其位于加利福尼亚州弗里蒙特的装配厂附近的新装配线上生产新电池,计划到2021年底年产量达到每年10吉瓦时。特斯拉及其合作伙伴松下公司现在在内华达州工厂电池产能约为35吉瓦时。

比电池数据更恐怖的是,特斯拉的目标是在未来几年内将电池产量迅速提高至每年3兆瓦时,即3,000吉瓦时,这是内华达州工厂产能的约85倍。
特斯拉动力总成和能源工程高级副总裁德鲁·巴格利诺(Drew Baglino)表示,这家汽车制造商计划通过高度自动化的连续运动装配工艺生产新电池。
电池成本将降至70-80美元
在事件发生之前,马斯克在周一晚间发布推文称,要揭晓的电池改进技术要到2022年才能达到“大批量生产”的水平。股价在盘后交易中上下波动。
投资者正在寻找证据,证明特斯拉可以提高其电动化技术领先于传统汽车制造商的能力,而传统汽车制造商的大部分销售和利润均来自内燃机汽车。
尽管近年来由于电池成分的变化,电动汽车的平均价格有所下降,但它们仍比传统汽车昂贵,估计电池占电动汽车成本的四分之一至三分之一。

一些研究人员估计,当电池组的成本为每千瓦时100美元时,就可以达到价格平价,即电动汽车与内燃机汽车的价值相等的水平。
根据电动汽车咨询公司Cairn Energy Research Advisors的数据,特斯拉的电池组在2019年的成本为每千瓦时156美元,这将使90千瓦时时的电池组的成本约为14,000美元。
瑞银(UBS)的分析师预计,特斯拉将宣布未来三年的电池成本为每千瓦时70至80美元,这将使特斯拉每辆汽车节省约2,300美元。

特斯拉目前与日本松下公司合作,在其耗资50亿美元的内华达州工厂生产电池,而韩国的LG Chem和中国的CATL向其上海工厂供应电池。
特斯拉还在其德国新工厂内建立自己的电池制造工厂,并在其弗里蒙特最大的汽车工厂内建立电池研究和制造工厂。
马斯克在7月还表示,特斯拉已经开放许可并向其他汽车制造商提供动力总成和电池。
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3. 一条传闻搅动股市,特斯拉的无钴电池真的那么重要?


对于动力电池来说,其实,有没有钴并不是多么关键的问题
“你们能不能靠点谱,电话会议也开了,深度报告也写了,市场规模也预估了,钴锂的需求增长曲线图形也画好了,个股涨停的架势也拉开了,忽然就不用钴了……”
因为特斯拉被爆出国产车型将使用无钴电池,A股钴业股应声而跌,以致于有人调侃,行业分析师的研报已经赶不上马斯克的变脸了。
1月以来,特斯拉在电池方面频频放出消息,先来看看时间线。
1月15日,据彭博报道,特斯拉正与钴业巨头嘉能可谈判向特斯拉在上海的新电动汽车工厂供应钴的长期合同。
2月11日,据electrek报道,特斯拉正在美国弗里蒙特建造一条电池试点生产线,并自行设计了电池生产设备。该生产线上生产的电池将是特斯拉的第一批自产电池。
2月18日,据路透社报道,特斯拉正在与宁德时代商谈,上海工厂生产的特斯拉将使用无钴电池。
2月18日,据证券时报e公司报道,特斯拉相关人士证实特斯拉将自主研发新电池,预计会在4月份的电池投资人会议上宣布电池成分等具体信息。
2月21日,据彭博报道,特斯拉正与钴业巨头嘉能可谈判向特斯拉在上海的新电动汽车工厂供应钴的长期合同。
一边喊着不用钴,一边又与嘉能可谈判要获得钴的长期合同。一边与宁德时代谈电池供应,一边又透出口风要自己研发新电池。

不得不说,马斯克真是商业谈判的高手。
马斯克早就宣称,要把特斯拉电动车电池中钴的使用量降为零,从而洗掉“带血电池”的名声。不管这是不是商业话术,特斯拉用不用钴都已经成为外界的关注焦点。
那么,特斯拉所谓的无钴电池究竟是什么路数?无钴电池有哪些可能的技术路线?
镍锰材料大有可为
锂离子动力电池正极材料主要有锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、镍钴锰酸锂(NCM)、镍钴铝酸锂(NCA)四类,其中又以镍钴锰酸锂三元体系以及磷酸铁锂最为常见,市场装机量最多。
钴(Co)是三元锂电池正极材料的一种,如果从含不含钴这个维度看,锰酸锂、磷酸铁锂没有钴,自然可以归为无钴电池之列,这也是为什么很多人认为特斯拉所说的无钴电池就是指磷酸铁锂的原因。
还有一种无钴电池是用镍锰材料做电池正极,相当于镍钴锰三元体系去掉钴元素。
深圳新材料公司总经理章成(化名)告诉汽车商业评论,这种无钴化主要有两个方向,即采用尖晶石镍锰材料或层状结构镍锰材料。
不过,两种方案都有需要解决的问题,“如果采用尖晶石镍锰,就要解决电解液的问题;如果是采用层状结构镍锰材料,主要需要解决循环和DCR(直流内阻)的问题。”
他透露,采用层状镍锰低钴或无钴材料今年就会开始批量试用。而采用尖晶石镍锰材料的无钴电池还需要等待合适的电解液。
伊维经济研究院研究部总经理吴辉也告诉汽车商业评论,“尖晶石镍锰酸锂材料的电压平台为4.7V-5V,应用到动力电池上难以找到与其相匹配的高电压电解液。以前国内有公司做过这种方案,但就是还没有匹配的电解液。”
相对完全不用钴,更易实施的方案是逐步降低电池正极材料中的钴含量,研发低钴电池。

镍钴锰三元锂电池,根据按照镍、钴、锰三者用量比例不同,可以细分为111型、523型、622型和811型等。目前NCM811含钴大概6%。如果进一步向高镍化发展,比如做到Ni93(含镍93%)、Ni95,钴的含量自然就更少了。
吴辉表示,目前,SK计划2021年量产Ni90的三元锂电池,国内可能量产的是Ni83,Ni88估计还在开发。
佛山仙湖实验室电池测试中心主任张锐明告诉汽车商业评论,目前在实验室阶段,钴在三元正极材料中的含量已经可以降低至4%以下,甚至完全不含钴的正极材料也已经实现,如NM90等。
他还表示,“多方研究表明,低钴含量掺杂对高镍正极材料的稳定性无明显提升作用,因此,钴元素在高镍材料中并不是必须的。”
无钴或者少钴,还有一些材料值得关注。比如,富锂锰基材料含钴9%左右,而下一代的锂硫电池、锂空气电池都不含钴,前者以硫元素作为电池正极,后者以空气中的氧气作为正极反应物。
为了降低成本,也为了降低对钴金属的依赖,少钴乃至无钴已经是国内外不少电池企业都在进行的一个电池研发方向。
2019年7月,长城汽车旗下子公司蜂巢能源面向全球首次发布了无钴材料电芯产品,预计2020年第三季度实现无钴电芯的商品化量产。

蜂巢的无钴电芯产品通过掺杂技术改进了无钴材料在充放电的可逆性和结构稳定性,具体来说是使用了钛、镍和其他原材料替代钴。
根据蜂巢的研究,无钴材料性能可以达到NCM811同等水平,材料成本降低5%~15%,相应带来的电芯BOM成本可以降低约5%。
可能不只一条技术路线
2018年5月30日,特斯拉电池供应商松下集团高调宣布将研发无钴汽车电池。特斯拉也参与了这一计划,马斯克就曾在推特上称特斯拉的钴使用量将降至零。
特斯拉在2018年第一季度发布的股东信函中曾这样写道:“我们大幅降低了每个电池组的钴含量,同时提高了镍含量并保持了优异的热稳定性”,“我们的NCA(镍钴铝)阴极的钴含量已经低于其他电池生产商用NCM(镍锰钴)811生产的下一代阴极的钴含量”。
而据德国商报Wirtschaftswoche的一份报告,截至2018年,特斯拉成功地将Model 3电池中的钴含量降至2.8%。

特斯拉首款车型Roadster使用的是松下的18650钴酸锂电池,第二款车型Model S、第三款车型Model 3使用的是松下的镍钴铝酸锂电池。特斯拉的这条去钴化的路线很清晰,即通过松下逐步降低镍钴铝正极材料中铝的含量。
不过,特斯拉的无钴电池路线可能不只这一条。尤其在宣布自研电池之后,特斯拉的无钴电池路线看上去又多了一种可能。
2019年,特斯拉先后收购了两家电池制造商。先是5月,特斯拉以估值2.18亿美元收购超级电容和电池制造公司Maxwell。再是10月,特斯拉将加拿大电池制造商Hibar Systems列为子公司,显然已经完成对其的收购。
成立于1965年的Maxwell主要从事生产和销售超级电容器、高压电容器,并专注于研发干电池电极,其产品广泛应用于客车、轨道交通、新能源、工业机械、电子等各个领域。
Maxwell的干电极技术表现出比湿涂层电极更好的放电能力,而且电池的负极和正极不使用溶剂。这种技术具有极高的负载率,可生成厚电极,并可以在不影响物理性能和电化学性能的情况下生产高能量密度电池。
Maxwell表示,他们能将电芯的能量密度提升至300Wh/kg 以上,未来有可能进一步增加至500Wh/kg。
特斯拉自主研发的新电池预计会在4月份的电池投资人会议上宣布电池成分等具体信息,这个新电池很可能是少钴甚至无钴的。
多氟多新能源总经理赵永锋就认为,特斯拉的无钴电池最有可能是采用干电极技术的电池,或利用干电极超级电容作为锂电池的补充。
特斯拉究竟是采用Maxwell的干电极技术,还是使用已经有不少企业采用的镍锰材料,还是有其他武功秘笈,到时候谜底自会揭晓。
别忽视磷酸铁锂
动力电池去钴的一个根本目的是降低原材料成本。那么,去钴一定能够降本吗?中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬就认为未必,——NCM811的含钴量是比NCM 523少了,却比它还要贵。
所以,除了原料成本,还要看电池的制造成本等其他因素,算账还是要算综合成本。除了去钴,电池企业还有很多其他的方法来降低电池成本。
最近,比亚迪和宁德时代在这方面都取得了新的突破。
比亚迪的刀片电池,可以使普通磷酸铁锂电池包体积比能量密度从251Wh/L提升至332Wh/L,提升比例达30%以上,同时由于单体电池本身可承担机械加强作用,使得电池包的制造工艺简单,制造成本降低。

宁德时代的CTP技术,电池包体积利用率可以提高15%-20%,零部件数量减少40%,生产效率提升50%,电池包能量密度提升10%-15%,可以达到200Wh/kg以上,制造成本也大幅降低。
有分析称,特斯拉与宁德时代谈判即将用到国产特斯拉车型上的电池就是磷酸铁锂。若果真如此,那说明特斯拉很有眼光。特斯拉那么执着于去钴,宁德时代的磷酸铁锂再加上CTP技术,是一个现成的选择。
关键还有,磷酸铁锂电池技术成熟,安全性好,使用寿命长,而且,近些年来性能已经有了很大提高。
2月24日,国轩高科在投资者互动平台上表示,通过在正极材料制备过程中添加特殊添加剂、对PACK工艺技术改进以及电池包设计优化等手段,公司磷酸铁锂电池单体能量密度实验阶段已突破200Wh/kg。
目前国轩高科量产的磷酸铁锂电池,单体能量密度已经突破190Wh/kg,系统能量密度突破140Wh/kg。现在单体能量密度有新的突破,系统能量密度也能随之进一步提高。
国家新能源汽车创新工程项目专家组组长王秉刚向汽车商业评论表示,“实际上到了电池系统这个等级,磷酸铁锂的能量密度跟三元电池的差别就没有那么大。因为三元电池为了提高安全性,要在系统上增加一些设施。”
他认为,很多车并不需要追求很高的能量密度,用磷酸铁锂电池比用三元电池更具有合理性,磷酸铁锂这条路在中国会有非常好的前景。
从2019年工信部发布的几批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》可以看出来,搭载磷酸铁锂电池的纯电动乘用车的车型越来越多。
王子冬表示,今年搭载磷酸铁锂的车有可能会更多。他直言,“这是回归理性的做法”,应该安全性、可靠性、成本三者综合平衡下来,合适的情况下再去考虑能量密度,而不应该是首先关注能量密度。
“我觉得特斯拉也是在考虑成本、安全的问题,但是如果它低钴电池不用磷酸铁锂,高镍的安全性实际是有问题的。”王子冬说。
全世界都盯着特斯拉的无钴电池,一条特斯拉使用无钴电池的传闻能搅起股市风雨,但对于动力电池来说,其实,有没有钴并不是多么关键的问题。
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一条传闻搅动股市,特斯拉的无钴电池真的那么重要?

4. 使用无钴电池,特斯拉在价格上占据优势?

2月18日,多家媒体报道,特斯拉和宁德时代就中国版特斯拉汽车上使用宁德时代的不含钴电池正展开深入谈判,目前协商已经进入尾声。
特斯拉相关负责人表示与宁德时代有合作协议属实,宁德时代的磷酸铁锂电池本身就不含钴元素,但其对该协议是否会最终落地并未评论。宁德时代方面表示,公司“有能力根据客户需求提供合适的和有竞争力的解决方案,给客户带来价值”。
此前的2月3日,宁德时代发布公告称,公司拟与特斯拉以及特斯拉(上海)有限公司签订协议,向特斯拉供应锂离子动力电池产品。供货有效期限为2020 年7月1日至 2022 年6月30 日。
报道称,特斯拉与宁德时代洽谈LFP电池供应事宜已经有超过一年的时间。如今这一协议若能达成,特斯拉将在产品中使用磷酸铁锂(LFP)电池,尽管目前尚不清楚特斯拉使用磷酸铁锂电池的量是多少,但能够肯定的是磷酸铁锂将助力特斯拉有效降低产品成本。
使用无钴化电池可有效降低电池成本
特斯拉打算使用无钴电池的想法由来已久,去年年中,马斯克曾在推文中表示,“使用少于3%的钴在我们的电池中,未来将不使用钴在下一代电池中。”在特斯拉去年的财报会议上,马斯克声称可以把钴的使用量降到零。目前Model 3上使用的最高能量密度电池就大幅降低了钴含量。

马斯克推文内容
马斯克为什么要无钴化?答案无疑是为了降低成本,在新能源汽车的价格竞争中碾压对手。
众所周知,目前新能源汽车市场上普遍使用的是磷酸铁锂电池和三元锂电池。其中,磷酸铁锂电池的最大优势就是成本较低,主要是因为磷酸铁锂电池中不含钴元素,因而该电池的制造成本较低,价格相对较便宜。
钴金属属于稀有金属,是汽车电池材料中最为昂贵的金属材料之一。数据显示,2月18日,国内钴金属参考价为277500元/吨。而磷酸铁锂电池目前的成本是0.6/wh,三元锂电池的成本则达到0.85/wh,相比之下,磷酸铁锂的优势愈加明显。

此外,磷酸铁锂电池与三元锂电池相比还有一个明显的优势在于可快速提高能量密度。随着宁德时代CTP技术和比亚迪刀片电池技术的出现,磷酸铁锂电池的能量密度得到有效提升。刀片电池+CTP技术的磷酸铁锂电池密度接近200Wh/kg,这与三元锂电池可达到的数值相差无几。而且,刀片电池与CTP的组合可减小电池包占用的体积空间,有利于增加整车续航里程。海通证券分析师曾彪曾表示,“刀片电池对磷酸铁锂影响是革命性的,解决了铁锂体积能量密度的弊端,使得400-500公里续航的乘用车可以铁锂了,而之前底盘是装不下的。”
另外,从生产方面考虑,由于磷酸铁锂电池在客车上的广泛使用,国内磷酸铁锂电池的产能很充足,不需要新建很多生产线。
由此可见,马斯克考虑无钴化电池对特斯拉未来的发展具有重大意义,也有利于特斯拉在价格竞争中脱颖而出。但依旧有业内人士认为,“即便特斯拉会在一部分车型中投入无钴电池,但用户更加认同特斯拉的三元技术,天然上更加愿意三元电池的特斯拉汽车。”
没有放弃三元锂电 

特斯拉上海工厂
值得一提的是,特斯拉使用无钴电池并不表明其已经放弃了三元锂电池。前不久,有媒体报道称,特斯拉正与能源巨头嘉能可协商长期供货协议以确保上海工厂的钴供应。
而且特斯拉自己要投产的就是三元锂电池,即使三元锂电池成本很高,但其拥有良好的电池管理系统和续航能力,这是目前新能源汽车所追求的。作为电动汽车领域的翘楚,特斯拉自然不会只为了降低成本而放弃三元锂电池带来的利益。
近日,特斯拉正在弗里蒙特建造一条试点电池生产线,并设计自己的设备生产电池,或将在今年4月份的投资人会议上宣布自产电池的具体信息。
而去年5月份,特斯拉就收购了Maxwell电池公司,将其79%的控股权控制在自己手中,为自产电池做准备。资料显示,Maxwell是著名的超级电容制造商,拥有业内领先的干电极技术。这种技术能极大地提高锂离子电池性能,可以将电池使用寿命提升至原先的两倍,而且与湿涂层电极相比成本更低。除了Maxwell,去年10月,特斯拉还收购了加拿大电池制造设备和工程技术公司海霸。种种举措无不是为自产电池做准备。
毫无疑问,使用无钴化电池和自产电池将大幅度降低特斯拉的制造成本,进一步彰显特斯拉在电动汽车领域的优势,将在价格竞争中对其他品牌形成巨大冲击。届时,无论是造车新势力还是传统车企都将无法避免。
来源:第一电动网
作者:王玉琴
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5. 特斯拉为何会看好“无钴电池”?技术方面取得了哪些突破?

特斯拉的“无钴化”是近期的新能源热点事件,外界对特斯拉的“无钴电池”也是众说纷纭,那么为何特斯拉会看好无钴电池?本期的电动湃《有问必答》栏目,湃客和大家聊聊自己的看法。

从目前的信息来看,特斯拉所说的无钴电池更有可能是磷酸铁锂电池。其实熟悉新能源汽车的朋友应该知道,目前包括特斯拉在内的大多数纯电动车企采用的都是三元锂电池,只有比亚迪等少数车企采用无钴的磷酸铁锂电池,那么为何特斯拉会看好无钴电池呢?
首先就要从钴的价格说起,根据2月份的信息显示,镍的价格大约为10.3万元/吨、钴的价格大约为27.6万元/吨、锰的价格大约为1.3万元/吨,可以看出钴的价格要远高于镍和锰。另外随着5G技术的兴起,智能终端对于钴的需求会更加旺盛,而这些智能终端对于钴价的敏感性不高,所以长期来看钴价肯定是一路走高的。

无论是特斯拉还是其它的纯电动车企都在想方设法得降低电池组中钴的含量,比如最新的NCM811三元锂电池中镍钴锰的比例为8:1:1。但是一味的降低钴的含量会使三元锂电池变得不稳定,所以只能寄希望于电化学性质稳定的磷酸铁锂电池。
另外磷酸铁锂电池的技术已经比较成熟、成本相比三元锂电池也更低。从造价上来说,磷酸铁锂电池可以低至0.5元/Wh,而三元锂电池则至少需要0.7元/Wh,所以无钴的磷酸铁锂电池也符合特斯拉一贯的成本控制理念。

本来磷酸铁锂电池的能量密度过低,一方面无法获得国内的新能源补贴、另一方面也不利于电池组体积和重量的控制。但是随着近期宁德时代攻克了CTP技术,以及比亚迪发布了“刀片电池”,磷酸铁锂电池的能量密度有了新的解决方案。比如比亚迪的汉通过“刀片电池”技术,使得它的电池能量密度达到了140Wh/kg,正好达到了电池能量密度的第二档补贴门槛,而且电池的体积和重量也不会比三元锂电池更大。
所谓“CTP技术”和“刀片电池”,其原理湃客在之前的文章中就已经解释过,简单来说就是通过改变动力电池组的包装或形状,从而获得更高的电池能量密度。如果将磷酸铁锂电池的稳定性和“CTP技术”、“刀片电池”结合起来,简直堪称完美。

从目前来看,特斯拉的无钴化主要还是出于降低成本的考虑,再加上磷酸铁锂电池近期确实在提升能量密度方面取得了不小的突破,也让特斯拉的无钴化成为了可能。不过话说回来,如果国产特斯拉采用了无钴的磷酸铁锂电池之后,NEDC续航里程和百公里加速都缩水了,你还会买吗?欢迎在下方和我们互动。
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特斯拉为何会看好“无钴电池”?技术方面取得了哪些突破?

6. 特斯拉为何会看好“无钴电池”,技术方面取得了哪些突破?

其实要回答这个问题,我们首先需要了解一下什么叫做无钴电池。所谓的无钴电池就是在生产电池中并不含有钴元素,而就目前纯电动汽车所搭载的磷酸铁锂电池和三元锂电池来说,磷酸铁锂电池并不含有钴元素,所以算是无钴电池的一种。相比含有钴元素的电池来说,无钴电池生产成本更低,这样有利于降低整车的售价,而这也是特斯拉看好无钴电池的原因之一。

就无钴电池的一种-磷酸铁锂电池来说,近几年技术上也取得了较大的进展。比如在中国电动汽车百人会上,比亚迪称旗下的刀片电池即将量产。而根据比亚迪官方消息,刀片电池就是超级磷酸铁锂电池,通过结构上的改变降低了生产成本,提高了能量密度,电池体积比能量密度将提升50%,和目前主流的三元锂电池相比不相上下。

根据比亚迪刀片电池的长电芯方案,将电芯进行了扁平化设计。比亚迪专利显示,刀片电池长度最长可以达到2500mm,是传统普通磷酸铁锂电池的10倍以上,这样就可以提升电芯的重组效率,达到提升能量密度的作用。

除了比亚迪旗下的刀片电池之外,宁德时代其实早在德国法兰克福国际车展上就推出了全新的CTP电池开发平台,而该技术就是把电芯直接集成到电池包上,提升电池包的空间利用率,减轻了电池包的重量。所以对于目前的电池来说,就可以降低生产成本,提高能量密度,而在能量密度方面从140.19Wh/kg提升到了约178.1Wh/kg。

不过需要注意的是,不论是比亚迪的刀片电池还是宁德时代的CTP技术,均属于电池的结构性变化,并未涉及到材料的革新。另外,特斯拉虽然在和宁德时代进行相关电池方面的谈判,但是也在2月21日称“无钴,不代表一定是磷酸铁锂。”所以,电池行业究竟如何发展,我们还是需要拭目以待。
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7. 特斯拉拟采用无钴电池 售价降低你会买吗

前有中国车企在2020年艰难开局,后有特斯拉股价再创新高,似乎这位来自外国的纯电车品牌并未受到“寒风打击”,2019年特斯拉上海超级工厂从1月破土动工,到11月实现正式生产,12月底正式向员工交付第一批Model 3车型,这个速度堪称神速。而最近,特斯拉再度传来好消息,马斯克与中国宁德时代正式官宣,特斯拉的电池技术路线也将有所改变,未来也许会使用无钴电池。

那么,对于消费者需要从中明白什么呢?车镜认为有两点。第一,是否售价更低了?第二,无钴电池的性能如何。

首先要明白的是,把三元锂电池正极中钴的含量降低,是现在各大电池厂商致力研究的方向之一,而宁德时代量产产品中做的最突出的,钴含量也才达到10%,上述说的无钴电池应该是LFP磷酸铁锂电池。

相比三元锂电池,磷酸铁锂电池的优点就是成本低,并且安全性高,以及循环寿命更长的优点,所以如果换装了磷酸铁锂电池,Model 3的价格一定还会再降低一档,国产Model 3入门价有望降至25万元的区间。

那么最重要的一点也来了,磷酸铁锂电池的性能如何?
实际上在三元锂电池大行其道之前,比亚迪早期电动汽车均采用磷酸铁锂电池,作为电动车的心脏,动力电池性能指标主要有储能密度、循环寿命、充电速度、抗高低温和安全性五个维度,其中储能密度和安全性是两大刚需。

磷酸铁锂电池和三元锂电池相比,没有绝对的谁好谁坏,两者各有千秋。三元锂电池的优势在于储能密度高,抗低温性能更好。数据表明,三元锂电池因为电压高,其能量密度几乎是磷酸铁锂电池的1.7倍;另外三元锂电池的低温使用下限值为零下30度,磷酸铁锂电池的低温下限值为零下20度,在冬季磷酸铁锂电池的衰减高达30%以上,三元锂电池则不到15%。

前文曾提到磷酸铁锂电池的安全性、循环寿命和制造成本相比于三元锂电池相比都有巨大优势,由于当下换电服务的普及,实际上电池的循环寿命多长,对于车主来说其实不受主要影响,但对于环境友好性来说,磷酸铁锂电池的寿命为10年左右,三元锂电池为6年左右,显然磷酸铁锂电池对环境更友好。最重要的是安全性,相比三元锂电池,磷酸铁锂电池的热失控温度普遍在500度以上,三元锂电池则低于300度,侧面上装配三元锂电池的纯电车在快充过程、高速行驶过程中自燃风险更高。
所以如果Model 3如果真的换装磷酸铁锂电池以降低售价,那么北方车主首要担心的将是冬季纯电车的续航问题,南方城市则影响不大。如果出于成本考虑,的确磷酸铁锂电池更有优势。

值得一提的是近期比亚迪宣布推出基于磷酸铁锂技术的刀片电池。除了更优秀的安全性能以外,刀片电池拥有超过100万公里的使用寿命,其采用的长电芯方案可极大提升电芯的成组效率,大幅提升了重量能量密度和体积能量密度。首款搭载该电池的车型是汉EV,长续航版本搭载峰值功率163kW的驱动电机,电池组的能量密度高达140Wh/kg,最高NEDC续航里程为605km。

而国产特斯拉Model3同时应用松下和LG化学的电芯,两种电芯版本产品的NEDC续航里程分别为445km和455km,电池系统能量密度分别为145Wh/kg和153Wh/kg。从电池系统能量密度来看,比亚迪的刀片电池实力与其相差无几,对于特斯拉Model 3也许是一个不错的参考。
车镜总结
如果Model 3换装了磷酸铁锂电池,售价降低成为必然,那车镜最介意的,应该就是磷酸铁锂电池的冬季表现,毕竟在低温环境下三元锂电池的充电速度和续航能力都要高于磷酸铁锂电池。如果Model 3搭载的磷酸铁锂电池可以完美解决这个大问题,那不论对消费者还是对特斯拉品牌,都是互惠互利的好消息。
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特斯拉拟采用无钴电池 售价降低你会买吗

8. 特斯拉”无钴电池”,比亚迪涨停,电池格局要变天

最近一条重磅消息震惊汽车市场,特斯拉将要采用无钴电池,磷酸铁锂路线是首选。大家知道特斯拉的核心有二:软件和电池。如今,它在软件方面的的发展正在一条看似畅通的路上前进着,但是关于电池,特斯拉正在考虑换一条路走。为什么特斯拉突然从松下和LG的三元锂电池换装磷酸铁锂电池呢?

相对大热的三元锂电池,酸铁锂电池优点来说,包括四点:
1.热稳定性更好,我们都看到了特斯拉多款车型屡次被曝出碰撞后自燃的新闻,原因就是电池包受损之后的热稳定性不好。因为磷酸铁锂铁的化学结构的特性,天生就具有更好的热稳定性,即使碰撞破裂也不容易发生自燃,显然是安全性更高的选择。
2.寿命长,完全充放电循环次数大于3500次后电量才会衰减到原有的80%,拥有更好的耐用性。;
3.充电效率高,1.5C的磷酸铁锂电池,通常40分钟就能充满;
4.成本低,当前行业平均磷酸铁锂电池成本为0.65元/Wh,比三元锂电池0.85元/Wh便宜四分之一左右。

就凭借这四大优势,磷酸铁锂还是被三元锂踢下主角的舞台,原因是什么?是因为能量密度拼不过后者。
2015年,磷酸铁锂动力电池的单体能量密度为120Wh/kg,成组后能量密度为80Wh/kg,与能量密度180Wh/kg、成组后110Wh/kg的三元锂电池不在一个量级,续航里程也远无法跟三元锂相媲美。
这一年,国务院印发《中国制造2025》,将动力电池系统的发展目标设定为“电池单体比能量达到400Wh/kg以上”,加上新能源汽车补贴政策将电池包的能量密度以及续航里程作为主要指标,让追求高额补贴的新能源车企纷纷放弃磷酸铁锂路线,转投三元锂怀抱。
所以补贴政策让电池密度更高、续航更长的三元锂电池从此坐上了主角宝座。

磷酸铁锂反攻机会来了
2019年7月补贴腰斩,而且未来补贴将完全取消,三元锂电池光环逐渐黯淡。磷酸铁锂反攻的机会来了。
从7月开始,也就是新能源汽车补贴腰斩之后,三元锂电池需求量开始走低,整个下半年的表现都偏弱。
安全性能好、成本低这两点优势,让新能源车企重新将目光放到了磷酸铁锂身上。特斯拉与宁德时代合作使用无钴电池,核心原因就是售价较高的特斯拉想进一步压缩成本,切入低端市场。

磷酸铁锂卷土重来,还有一个重要原因,那就是技术取得重大突破。
比亚迪即将量产的最新磷酸铁锂“刀片电池”,通过电芯进行扁平化设计,能量密度相比传统铁锂电池可提升50%,整车电池寿命还可达到8年120万公里以上。
比亚迪掌门人王传福还表示,比亚迪计划在未来两年将其单体能量密度提升至180Wh/kg,系统能量密度提升至160Wh/kg,这与三元锂电池的水平相差无几。
根据工信部最新公布的新能源推广目录,首款搭载“刀片电池”的比亚迪汉EV纯电动车型,最高NEDC工况续航高达达605公里,与目前续航最高的三元锂电池电动车(650公里)非常接近。
不止如此,比亚迪电池单位生产成本也将下降30%。

能量密度短板修正,成本优势进一步凸显,磷酸铁锂电池又有了大施拳脚的机会。昨天的比亚迪及相关股票的涨停,更是印证了电池格局即将大变天。同时也让人对搭载刀片电池即将6月上市的比亚迪汉更加期待。
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