鉅大LARGE | 點擊量：519次 | 2022年06月27日
TSLA進攻無鈷電池 三元鋰電池失寵?
電池技術(shù)多元化，坐在全球新能源汽車銷量冠軍寶座上的TSLA采用哪種電池備受矚目。
電池技術(shù)多元化，坐在全球新能源汽車銷量冠軍寶座上的TSLA采用哪種電池，這備受矚目。
近日，動力鋰電池巨頭CATL稱，正在和TSLA商討在國產(chǎn)TSLA車型上使用不含鈷的動力鋰電池。消息一出，一度引發(fā)多家鈷業(yè)公司的股價跌停。"無鈷"電池被業(yè)內(nèi)認為是CATL的磷酸鐵鋰電池。不過，TSLA指出，"無鈷"可能會存在多種技術(shù)路線。
和此同時，比亞迪首款搭載"刀片"磷酸鐵鋰電池的漢EV車型的能量密度及相關(guān)參數(shù)也被披露，CATL也推出CTP電池管理控制技術(shù)。
磷酸鐵鋰、三元鋰等動力鋰電池之間的博弈越發(fā)激烈。中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教認為，不同技術(shù)路線動力鋰電池"揚長補短"的趨勢也愈加明顯。
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TSLA的"無鈷"之路
于清教稱，目前動力鋰電池行業(yè)重要兩種技術(shù)路線為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，前者成本更低、穩(wěn)定性相對較好，重要用在商用車，而后者能量密度相對較高，重要用在乘用車的局勢已初顯。
值得注意的是，此前TSLA合作的松下是NCA（鎳鈷鋁）模式的三元鋰電池，TSLA前不久合作的LG化學(xué)，其主營業(yè)務(wù)也是三元鋰電池，并主推NCM811高鎳三元鋰電池技術(shù)路線。
TSLA創(chuàng)始人馬斯克在2018年六月曾稱，致力于減少鈷的用量，當時高鎳電池的鈷元素用量為3%左右，在下一代車型中，將鈷元素徹底在原料清單中除掉。
一位要求匿名的外資電池公司工程師向第一財經(jīng)記者解釋稱，TSLA作為較早從鈷酸鋰電池轉(zhuǎn)換到三元鋰電池的公司，一直以來和其他電池公司所采用的技術(shù)標準不一致，這種方式為TSLA帶來了一定的技術(shù)優(yōu)勢，但也使TSLA方面的成本出現(xiàn)較大幅度的上漲。
目前，三元鋰電池又重要分為NCM（鎳鈷錳）及NCA（鎳鈷鋁）兩種模式。在NCA模式中，鋁的含量非常少，因此可以理解它接近二元材料，以鋁（過渡金屬）代替錳，是將鎳鈷錳酸鋰通過離子摻雜和表面包覆進行改性，借此增強材料的穩(wěn)定性，提高材料的循環(huán)性能。
"雖然兩者均為電池正極材料，但在NCA模式下的鋁為兩性金屬，不易沉淀，且不易生成純粹的正極材料，因此沉淀所需的成本費用較高，而NCA材料制作工藝上存在門檻，也導(dǎo)致只能有松下等極少數(shù)公司正在生產(chǎn)NCA電池，成本相較于同等能量密度的其他動力鋰電池要高出近20%，這有關(guān)目前處于電池貨源緊缺狀態(tài)的TSLA來講，顯然是無法接受的。"不過，上述工程師也表示，NCA模式確實能夠有效地讓鈷的用量減少，以2012年的TSLAModelS及2018年的Model3作比較，使用鈷酸鋰的前者鈷含量為11kg，而在NCA模式成熟后生產(chǎn)的后者鈷含量已經(jīng)降低至4.5kg。
在安信證券新能源汽車首席分析師鄧永康看來，減少鈷的使用量背后，最根本的原因仍是鈷價格的快速上漲。隨著5G等新興事物的興起，這會導(dǎo)致鈷的供需缺口會在2020年急劇拉大，且鈷的采礦成本不斷提升，也使鈷元素的價格持續(xù)處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，因此這有關(guān)致力于降低成本的TSLA來講，并不是一種良好的選擇。
汽車行業(yè)分析師張強也認為，TSLA在我國設(shè)廠的目的，和進一步節(jié)省成本有著很大的關(guān)聯(lián)，而雖然使用新型的電池將導(dǎo)致設(shè)計成本的新增，但設(shè)計成本是一次性的費用，而設(shè)計出低端版本以后，由于電池材料價格的波動，有關(guān)TSLA的平攤成本下降用途遠大于新增一筆設(shè)計成本。
事實上，TSLA并沒有明確"無鈷"方法的具體技術(shù)路線，但目前能夠使鈷的用量保持在NCA同等水平的替代方法已經(jīng)出現(xiàn)。上述工程師認為，目前可供TSLA選擇的技術(shù)路線有兩種，一種是引入不使用鈷的磷酸鐵鋰電池；另一種則是采用NCM811高鎳電池向NCMA（鎳鈷錳鋁）四元電池進階的路線，并在過程中逐漸以經(jīng)過處理的其他包覆元素來代替鈷，但前者會導(dǎo)致能量密度下降，后者則具有潛在安全風(fēng)險。
"目前，兩者之間的折中方法也有出現(xiàn)，例如向低配版供應(yīng)NCM622三元鋰電池，續(xù)航里程保持在400km左右，既能夠降低成本，又能夠合理控制安全風(fēng)險，且能夠滿足TSLA立刻降低成本20%的需求，但這也會導(dǎo)致TSLA品牌價值的下降。"上述工程師分析道。
如何揚長避短
目前，押注那一條動力鋰電池技術(shù)路線，并不是TSLA一家的苦惱，動力鋰電池領(lǐng)域普遍遇到這種困擾。
動力鋰電池公司CATL及比亞迪不斷尋求突破。CATL推出CTP電池，從磷酸鐵鋰出發(fā)，未來將拓展到高鎳三元鋰電池，重視電池系統(tǒng)的創(chuàng)新。比亞迪主推刀片電池技術(shù)，以磷酸鐵鋰電池作為基礎(chǔ)，重視工藝的創(chuàng)新。在高工鋰電研究所研究員左偉峰看來，雙方各有優(yōu)勢，但也各有短板。
CTP技術(shù)有望將電池包體積利用率提高，通過減少零部件數(shù)量，進而能夠降低近三成的成本；而刀片電池則在工藝層面進行創(chuàng)新，能夠通過有效提高能量密度三成，達到降低成本、提高效率的效果，左偉峰認為，兩者均在一定程度上解決了自身技術(shù)所具有的缺陷。
近期，工信部部長苗圩在參加論壇時曾表示，2020年新能源汽車補貼不會大幅度退坡。根據(jù)目前國家規(guī)定的以能量密度為主的乘用車補貼政策，三元鋰電池能夠輕松跨過140Wh/kg的關(guān)口，而磷酸鐵鋰電池則一直難以達到，但根據(jù)首款搭載第一代刀片電池的漢EV的能量密度來看，磷酸鐵鋰電池也有望突破補貼的"及格線"，這也使磷酸鐵鋰電池重新得以關(guān)注，而刀片電池通過加長、加薄電芯，使在同等體積的電池下，能夠保證續(xù)航里程提高至和三元鋰電池可競爭的水平。
不過，兩者也存在弱點。以刀片電池為首的磷酸鐵鋰電池仍然要面對電芯長度所引發(fā)的成本提高，以及可耐溫度較低的考驗，而有關(guān)搭載CTP技術(shù)的高鎳電池來講，尤其是有關(guān)TSLA等模組化趨勢較明顯的整車廠，其整體系統(tǒng)化會導(dǎo)致維修難度的增高。因此，前者重要著眼于比亞迪即將進行動力鋰電池部門的分割后，憑借比亞迪在商用車的應(yīng)用基礎(chǔ)，向乘用車公司進行推廣。而CATL則將CTP技術(shù)的推廣對象轉(zhuǎn)向缺乏技術(shù)系統(tǒng)化整合的本土車企，而在模組搭配完整的外資車企，則重要采取類似于TSLA的定制化電池生產(chǎn)政策。
韓系部分電池公司及蜂巢等少部分國內(nèi)公司則開始探索由高鎳三元電池向NCMA四元電池軟包模組化進階的路線。第一財經(jīng)記者了解到，NCMA四元電池概念提自2016年，由韓國漢陽大學(xué)及韓國本土動力鋰電池公司共同提出，該路線指在鎳鈷錳三元電池的材料中摻入部分鋁元素，抑制鋁元素的不穩(wěn)定雜質(zhì)生成，從而顯著的提升材料的循環(huán)壽命。
不過，NCMA電池尚未進入市場應(yīng)用階段，動力鋰電池公司還是主攻三元電池，即便如此，以LG化學(xué)為代表的590軟包模組，仍由于在模塊的系統(tǒng)化方面具有技術(shù)的優(yōu)勢，不僅能量密度可達180Wh/kg，還可以做到在同樣條件下的生產(chǎn)成本低于國內(nèi)大多數(shù)公司。動力鋰電池市場調(diào)研機構(gòu)SNEResearch的CEO金光宙表示，雖然目前CATL能夠生產(chǎn)最高約178Wh/kg的動力鋰電池組，但同等能量密度下，其生產(chǎn)成本仍然較高。
TSLA打破完全依賴松下動力鋰電池的局面，一下新增了LG化學(xué)和CATL兩家合作伙伴，開始探索動力鋰電池多元化路線，未來是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰占到上風(fēng)，這將取決于哪種動力鋰電池的技術(shù)突破更快并讓電動汽車的成本更低以及更安全。
