自從特斯拉爆料要自研電池后（尤其是近日方向性的消息），”干電極和超級電容“組合進入了大家的視野。經(jīng)過筆者觀察，發(fā)現(xiàn)很多投資者對電容、電極和電池三者的聯(lián)系和差別還是暈暈的，這會非常影響我們關于之后投資的判斷。

（來源：微信公眾號“牛股小怪獸”）

在查閱資料后，我發(fā)現(xiàn)要直接分析電極、電容和電池之間就顯得比較復雜。尤其是干電極技術，現(xiàn)在能看到的比較詳盡的分析就是Randy Carlson在Seeking Alpha上發(fā)表的一篇文章《有關特斯拉收購Maxwell的分析》，是其是在2019年五月特斯拉收購Maxwell時寫的分析。文中行文和技術分析非常專業(yè)，但在我看來，對投資來說的意義并不大。

作為投資者，我們最關心的就是未來可能出現(xiàn)的價值，也就這項技術能給我們帶來什么。我之前的文章從Maxwell2019年一月內(nèi)部PPT中截過一張圖，上面重要的意思是其干電池電極可以出現(xiàn)超過300 Wh / kg的能量密度，并在未來可期待500 Wh / Kg（能量密度將比特斯拉當前的電池新增138％）。另外，麥克斯韋的干電池技術的結果將是簡化的制造過程，從而可以降低成本10-20％，并具有更長的電池壽命（最高2倍）。

這么好的東西，很多人會問了，它會不會替代當下的鋰離子電池呢？當然不是！它只是一個正極的制作工藝，而非是對電池的替代（兩種東西不在一個維度）。在有限的未來，我們看到的將是用了“干電極”技術的某種鋰離子電池。所以，我之前文章所說的”固體“的意思是采用干電池技術制作的電池，其負極和正極不使用溶劑（用將正負極中的一種顆粒變成一種“原纖維化”的膠狀物，使其自帶“粘性”）。打個比喻，我們在家揉面要加水，但假如不是面粉是橡皮泥呢？就不要加水了。而電池正負極“加水”的過程要巨大、昂貴且復雜的電極涂覆機，而且這個“水”也有毒，

而且，一旦正負極沒有了“水”，我們就可以解決另一個問題：補充為SEI膜導致的鋰離子的損失。技術上來看，SEI膜形成于電池第一次充放電過程：首次放電過程中從負極返回正極的鋰離子就會損失一些，也是“第一次循環(huán)容量損失”的原因之一。為了彌補這樣的損失，我們可以通過預鋰化技術對電極材料進行補鋰，抵消形成SEI膜造成的不可逆鋰損耗，以提高電池的總容量和能量密度。但是，正負極的溶液會讓添加的鋰金屬鋰和與混有鋰金屬的碳（負極石墨）出現(xiàn)不好的化學反應（容易起火），影響電池的安全性和壽命。

由此，一旦干電極技術被成功應用到鋰離子電池上，鋰離子電池將邁出一次“固態(tài)化”步伐（半固體），成為全固體電池實現(xiàn)商業(yè)化（預計松下會在東京奧運用車上用這個概念）之前最重要的突破。它的“去溶劑化”帶來的優(yōu)點一共有三個：1.生產(chǎn)成本降低（減少機器、步驟、而且溶液有毒，不使用也可降低回收成本）2.提高能量密度3.提升安全性。Maxwell在其2017年公司年報上也明確寫了：

但最重要的是，它本身不是電池，只是新增電池或者電容安全性和性能的優(yōu)化buff?。ㄋ圆粫穸姵氐陌l(fā)展趨勢）

我們再來看超級電容，這東西就比較玄乎了。超級電容器像電池相同都可以儲能，但不是通過電化學方式，而是通過靜電方式存儲電能（兩個導體之間夾絕緣體，中間是一個電場）。為儲存方式的不同就導致了這兩者在能量密度和功率密度上有著顯著的差異：鋰離子電池的能量密度通常在150至200 Wh / kg，功率密度（也就是充放電速度）在250-350 W / kg；而Maxwell目前的商用超級電容器（就是下圖的DuraBlue）能量密度為8至10 Wh / kg（約為鋰離子電池的5％），但是其卻具有較高的功率密度，為12至14 kW / kg（約為鋰離子的45倍）。）

低能量密度，高功率密度，這意味著什么？這意味著一種爆發(fā)力！我自己開車比較暴力，喜歡深踩油門，也喜歡各種加塞（上海生活的人大概都有這個習慣），所以我對車的提速能力要求很高。那么當開電動汽車時，這樣的操作要電池短時間內(nèi)實現(xiàn)很大的放電效率，擁有高功率密度的電容器就成為了非常好的選項。另一方面，在汽車行進過程中，動能會出現(xiàn)電能，這個時候又要有容器在短時間內(nèi)對其進行回收，對標的還是高功率密度。所以超級電容的重要功能就是汽車的“高速緩存”，能夠滿足“瞬時加速”和“及時回收”所要的高功率密度要求，這便是其最大的價值所在（而且超級電容的表面積也很大，使得其相比具有很大的容量）。

除性能之外，超級電容的另一個特點就是安全。由于超級電容的充電是物理過程，不會發(fā)生化學反應，所以相比鋰離子電池來說使用壽命要長，一般充放電次數(shù)達到50萬次以上，遠遠超過鋰離子電池的水平（三元2500次，LPF5000次）。

但是，超級電容的缺陷也很明顯，就是能量密度較低，單獨使用很難滿足電動汽車的要。所以，假如從應用的層面來講，可以考慮將適度的超級電容器陣列與鋰離子電池組并排工作，以作為其能量的“高速緩存”，從而在硬加速或強力再生制動的短暫爆發(fā)期間減輕主電池的負載。同時，由于超級電容器的，由于超級電容的存在（可滿足“瞬時加速”和“及時回收”的高功率要求），鋰離子電池在使用過程中可以實現(xiàn)電池功率的平均輸出。這也可以減少鋰離子電池組的循環(huán)負載，并可能使其在未來的研發(fā)上可優(yōu)先考慮其能量密度而不是功率密度的化學性質(zhì)（只要好好地當硬盤就可以了）。下圖就是超級電容將電能儲存于電場中的示意圖：

所以，關于“干電極+超級電容“組合，我更愿意分成兩個層面來理解：1.出于性能和安全性的考慮，未來的鋰離子電池和電容器將推廣使用干電極技術；2.未來電動汽車的動力源將會出現(xiàn)功能的分化：（1）鋰離子電池將扮演“硬盤”角色，致力于提升能量密度、提高電池的總續(xù)航能力；（2）超級電容將會扮演“高速緩存”角色，致力于對行車過程的電力優(yōu)化，實現(xiàn)更好的駕駛體驗。

在此猜想下，電池、電容和干電極的邏輯就形成了：干電極可應用于電池和電容，是一種改善其性能、降低成本的生產(chǎn)工藝；而電容是對電池組的補充，為的是更好的行車體驗和延長電池的壽命。由此，“干電極+超級電容“組合可以認為是對鋰電工業(yè)的部分升級和管理優(yōu)化，并不會對其出現(xiàn)明顯的“利好”或“利空”影響（它并未改變電池正極、負極、隔膜和電解液的重要構成，重要供應鏈沒有變化）。但是，假如這種組合在未來被大規(guī)模應用，新的超級電容產(chǎn)業(yè)鏈會隨著特斯拉迎來增量市場（下圖為投資者提問）。

文章最后，我再說一些題外話。今天我看到了一些消息，說“無鈷電池”不等于沒有鈷，寧德時代2020年六月計劃推出的第三代NCM811電池符合鈷低于0.5的標準，可以視為“無鈷電池”。我看傳的版本有點多，也不了解是真是假。不過，我還是可以表達一下觀點，鈷不鈷不重要，產(chǎn)量跟得上才是王道（可以參考之前的文章，7至8GWh的我國廠需求不是蓋的）。而且，討論這個問題也意義不大，只要不持有鈷就可以了（其實動力鋰電池的需求占比鈷總需求也不高）。我自己目前對LPF正極也沒有下單，反正都是寧德做，而且在技術革命沒有到來的情況下為何不繼續(xù)持有大家都要的鋰電供應鏈呢？

原標題:特斯拉的“干電極+超級電容“是個什么鬼？