鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:969次 | 2020年03月22日
磷酸鐵鋰離子電池疑云:特斯拉牽手寧德時(shí)代,只是權(quán)宜之計(jì)?
寧德時(shí)代宣布正在與特斯拉商討國(guó)產(chǎn)Model3車型將搭載無鈷電池。消息一經(jīng)公布,直接導(dǎo)致多家鈷業(yè)公司股價(jià)“剎那跌?!?。
其實(shí),無鈷電池的概念其實(shí)不新穎。早幾年前名聲大震的比亞迪“鐵電池”就屬于無鈷電池,其采用了磷酸鐵三種元素作為正極材料。而國(guó)產(chǎn)Model3車型上所要搭載的也將是LFP磷酸鐵鋰離子電池(以下簡(jiǎn)稱LFP),只不過特斯拉選擇的供應(yīng)商是寧德時(shí)代,而并非比亞迪。
這里解答一個(gè)疑問,以高能量密度三元鋰離子電池聞名寧德時(shí)代,產(chǎn)品線其實(shí)一直都包含磷酸鐵鋰離子電池。只不過之前新能源補(bǔ)貼政策追求能量密度,因此磷酸鐵鋰離子電池并不能滿足需求。所以,政策指揮棒下的寧德時(shí)代,選擇將更多研發(fā)重心轉(zhuǎn)移至三元鋰離子電池上。
更重要的是,如今磷酸鐵鋰離子電池更多應(yīng)用在了我們此前并不關(guān)注的商用車領(lǐng)域。因此,種種原因的累加,讓大家對(duì)特斯拉采用磷酸鐵鋰離子電池的過度關(guān)注。
選擇磷酸鐵鋰離子電池,Model3是為了進(jìn)一步降價(jià)
作為一家新能源汽車公司,特斯拉的野心大得可怕。
從品牌建立之初,該公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo),是改變?nèi)蜿懧方煌ǖ哪茉催\(yùn)營(yíng)模式。作為全球最大的新能源汽車市場(chǎng),特斯拉的入駐是必然。為了在更短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的“侵略”,進(jìn)一步壓低售價(jià)是基礎(chǔ)。而實(shí)現(xiàn)這一切的關(guān)鍵,在于能否有效控制成本電池成本。
這也是特斯拉CEO馬斯克一直主張的第一性原理:制造工藝成本可以隨銷量降低,元素價(jià)格不可降就選擇替代。特斯拉現(xiàn)階段產(chǎn)品線也正是嚴(yán)格按照第一性原則在執(zhí)行。目前,Model3及未來ModelY的生產(chǎn)制造成本已經(jīng)將至了現(xiàn)有水準(zhǔn)的最低點(diǎn),自動(dòng)駕駛等軟硬件也均被特斯拉自己掌握。唯獨(dú)作為電動(dòng)汽車核心硬件的電池,特斯拉始終受制于供應(yīng)商。
一臺(tái)電動(dòng)汽車的動(dòng)力鋰電池組占到整車硬件成本的40%,而前者的40%受制于正極材料。無論是NCM,還是NCA兩種三元鋰離子電池正極材料中,鈷元素的價(jià)格要遠(yuǎn)高于其他幾種材料,所以控制電池成本,幾乎等同于控制鈷的含量。
關(guān)于電池公司而言,三元鋰離子電池的“控鈷行動(dòng)”一直是在持續(xù)進(jìn)行的。此前,幾乎所有公司都將研發(fā)重點(diǎn)放在了降低正極材料中鈷的含量上,這也是為何811電池會(huì)誕生。
目前,鈷含量最低的動(dòng)力鋰電池也就是特斯拉用的21700NCA電池,鈷含量占比已經(jīng)降到了個(gè)位數(shù),但即便這樣也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。而無鈷電池的概念也早就被提出來過,只不過受制于技術(shù)發(fā)展,該技術(shù)目前還沒有任何有關(guān)投產(chǎn)的實(shí)質(zhì)性信息。
這正是因此,特斯拉在國(guó)產(chǎn)Model3標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版(入門版)車型上,很有可能選擇了目前已經(jīng)具有成熟技術(shù)的磷酸鐵鋰離子電池。
為何是寧德時(shí)代?
如此來看,特斯拉選擇寧德時(shí)代也是意料之中。
一方面,這是為了實(shí)現(xiàn)此前提高車輛零部件的本土化率的承諾。要了解,特斯拉在確定實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)時(shí)就曾表示,到2020年底上海廠產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化率將達(dá)到90%。
另一方面,進(jìn)口Model3車型不用多說,成本、運(yùn)輸以及稅費(fèi)本身就無法降低。而目前國(guó)產(chǎn)Model3車型雖然采用了南京LG的21700電芯,但該電芯售價(jià)依舊達(dá)不到特斯拉控制成本的預(yù)期。而也有消息稱,特斯拉從寧德時(shí)代購(gòu)入磷酸鐵鋰離子電池的價(jià)格有望降低20%。如此一來,磷酸鐵鋰離子電池本身成本將遠(yuǎn)低于三元鋰離子電池,加之寧德時(shí)代給的“友情價(jià)”,綜合來看也能滿足特斯拉對(duì)成本控制的需求。
除此之外,特斯拉選擇寧德時(shí)代也是因?yàn)榭粗辛似銫TP無模組動(dòng)力鋰電池包技術(shù)。
所謂的CTP,其全稱為CellToPack。簡(jiǎn)單展開一下:現(xiàn)階段電動(dòng)汽車的動(dòng)力鋰電池包都是采用了由多個(gè)電芯組裝成模組,再將模組安裝到電池包,屬于三級(jí)裝配模式。而寧德時(shí)代的CTP技術(shù)則是取消了模組環(huán)節(jié),由電芯直接集成到電池包中,形成了二級(jí)裝備模式。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,同樣是將100個(gè)人從A點(diǎn)送到B點(diǎn),傳統(tǒng)PACK模式就相當(dāng)于用10臺(tái)載客量為10人的車運(yùn)送,而CTP則是直接用1臺(tái)載客量為100人的車運(yùn)送。顯然,后者的運(yùn)送效率更高。
關(guān)于動(dòng)力鋰電池來說,CTP技術(shù)最直接的用途就是提升電池包的能量密度,進(jìn)而提升續(xù)航能力。而磷酸鐵鋰離子電池的弱點(diǎn),在于其電池能量密度成組后僅能達(dá)到120Wh/kg便已經(jīng)是現(xiàn)階段的技術(shù)極限。這樣的表現(xiàn)不單單無法支撐更長(zhǎng)的續(xù)航性能,甚至無法滿足補(bǔ)貼政策的最低標(biāo)準(zhǔn)。
同時(shí),LFP電池能量密度低重要受制于磷酸鐵三種材料的電化學(xué)特性,短時(shí)間是沒有辦法在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破。所以,寧德時(shí)代通過改變PACK形式來提升能量密度。
根據(jù)此前消息來看,寧德時(shí)代為大眾e-Delivery系列車型供應(yīng)的CTP磷酸鐵鋰離子電池的電池包,能量密度已經(jīng)達(dá)到了160Wh/kg。這樣的數(shù)據(jù)基本上可以滿足特斯拉國(guó)產(chǎn)車型標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航升級(jí)版的續(xù)航要求,同時(shí)也能達(dá)到國(guó)家新能源補(bǔ)貼政策的最低標(biāo)準(zhǔn)。這也意味著采用LFP電池的國(guó)產(chǎn)特斯拉車型除了在續(xù)航表現(xiàn)上有所保障,還能繼續(xù)拿到補(bǔ)貼和優(yōu)惠政策。
當(dāng)然,除了成本更低外,LFP電池的另一個(gè)特性就是電池穩(wěn)定性好,安全性更高,且壽命也更長(zhǎng)。但不可忽略的劣勢(shì)除了能量密度低外,LFP電池在低溫情況下性能表現(xiàn)會(huì)明顯遜色于三元鋰離子電池。還有就是特斯拉一直強(qiáng)調(diào)的超充技術(shù),目前也無法確定其是否可以在LFP電池上得以延續(xù)。
現(xiàn)在我們可以大膽預(yù)測(cè),特斯拉選擇LFP電池可能也只是為了我國(guó)市場(chǎng)的特供產(chǎn)品。特斯拉將根據(jù)不同車型搭載不同類型的動(dòng)力鋰電池。比如在標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版車型上選擇LFP電池,而在長(zhǎng)續(xù)航版車型上繼續(xù)選擇三元鋰離子電池。
不過,強(qiáng)調(diào)車輛性能一直都是特斯拉所堅(jiān)持的目標(biāo),甚至成為了其品牌特質(zhì)。所以特斯拉并不會(huì)為了控制成本而放棄車輛的“三電”性能表現(xiàn)。所以,在特斯拉“神一般”的BMS系統(tǒng)加持下,LFP電池也能展現(xiàn)出其一直未被發(fā)覺的潛質(zhì)吧。
當(dāng)然,有關(guān)特斯拉是如何平衡性能和LFP電池特性的答案目前尚不可知。也許在四月的電池日上,特斯拉會(huì)交出一份驚艷的答卷。
自研無鈷電池才是特斯拉的長(zhǎng)久戰(zhàn)略
無論是寧德時(shí)代,還是LG化學(xué),在某種意義上都僅僅是特斯拉在技術(shù)和成本上的“緩兵之計(jì)”??紤]到此前特斯拉在其他領(lǐng)域的研發(fā)能力,未來實(shí)現(xiàn)電池的自研才是特斯拉真正的目的。
此前有網(wǎng)友在特斯拉官方賬號(hào)下留言問到是否會(huì)采用寧德時(shí)代的無鈷電池,特斯拉的官方回復(fù)是:請(qǐng)留意四月的特斯拉電池公布會(huì),無鈷,不代表一定是磷酸鐵鋰。雖然官方隨即刪除了這條回復(fù),但這卻寓意著特斯拉已經(jīng)開始了無鈷電池的研發(fā)工作。
其實(shí)這并非是憑空猜測(cè)。2019年,特斯拉溢價(jià)55%收購(gòu)了一家名為Maxwell的電池公司,使其成為旗下全資子公司。該電池公司始終著重于超級(jí)電容器和電池技術(shù)的研發(fā)工作。加之2019年的特斯拉財(cái)報(bào)會(huì)議上,馬斯克曾表示考慮到鈷等稀有金屬的價(jià)格變動(dòng),特斯拉可以講鈷的使用量將至零?;谏鲜鰲l件可以確定,特斯拉已經(jīng)開始了基于超級(jí)電容器技術(shù)的無鈷電池研發(fā)工作。
由此,四月的特斯拉電池公布會(huì),或許真的有希望變更現(xiàn)代電池技術(shù)的序列。
下一篇:熬過苦夜 新能源汽車將迎來黎明