即将“无钴”的特斯拉

2024-05-09 23:01

1. 即将“无钴”的特斯拉

“无钴,不代表一定是磷酸铁锂。”特斯拉一言既出,中国的股市立刻翻天覆地。“超级电容”概念股狂涨,钴锂电池概念股狂跌,湘潭电化、华友钴业等股票甚至跌停。2月24日,wind数据显示,超级电容指数上涨5.61%。

这一切的核心在于,特斯拉收购Maxwell后自主研发的“干电池技术+超级电容”组合。之前我们熟悉并讨论的是,固态电池替代目前的三元锂电池的可能性,以及挟CTP技术杀了一个“回马枪”的磷酸铁锂电池是否能超越三元锂电池,但是特斯拉一出手,就让行业目瞪口呆。
特斯拉即将在4月20日电池日上宣布的“无钴”电池,据兴业证券预计,大概率为Maxwell生产的“新型高镍正极+预锂化负极+干电池技术+超级电容”新型锂离子电池,以及宁德时代的采用CTP技术的超级磷酸铁锂电池两款产品。
让记者颇为疑惑不解的是,为什么只有特斯拉屡屡掀起电动车技术变革风浪?干电池技术和超级电容器技术在业内并不是没有应用,为什么只有特斯拉敢率先组合并用在电动车上?特斯拉的速度,简直就像《笑傲江湖》中的东方不败。不禁想到,谁能阻止特斯拉呢?
飞速降低的成本
“无钴”的目的,当然在于成本。特斯拉离100美元/kWh的目标越来越近,也就是与燃油车成本持平抗衡的程度。

2018年底瑞银曾经发布的一份报告显示,松下与特斯拉联合研发的21700锂电池成本为111美元/kWh(约合人民币778元/kWh),宁德时代成本为155美元/kWh(约合人民币1086元/kWh)。
仅仅一年过去,特斯拉已经找到了新的解决之道?如果特斯拉“无钴”电池能够很快量产,成本将很快降低到100美元以下,竞争优势就非常明显了。
事实上,就像自己造芯片一样,特斯拉一直在准备自造电池。2019年2月,特斯拉宣布收购超级电容器制造商Maxwell的79%股权。特斯拉看重的,正是Maxwell的超级电容器技术和干电极技术。

为什么这次超级电容掀起如此大的波澜?在特斯拉收购之前,Maxwell并没有翻起多大浪花。不过在汽车行业,Maxwell的超级电容装机量其实也不少,截至2018年底全球有超过610万辆汽车在使用其超级电容器技术。而超级电容在车用方面,更多是启停系统的功率补充上。
超级电容最大的优点,是具备大功率充放电性能及长循环寿命优势。简单讲,就相当于电力系统中的高速缓存。这样动能回收时发的电可以存在电容中而不是充进电池,急加速时电容和电池同时供电可以爆发更高功率。
此外,还有个优点是,低温时不必加热电池就能保证加速和回收功率,高温时也避免了电池大功率充放电,能有效延长电池寿命。这可以规避掉很多锂电池的固有缺陷,产生质的提升。2018年Maxwell还曾经跟吉利和沃尔沃合作,计划将超级电容技术用于CMA平台上的五款微混及插混车型,并且原计划于2019年底前投入量产。
所以说,本来是“买的没有卖的精”,到了TO B市场,反而是特斯拉这样的买方精明。而且,早在2013年马斯克就曾经强调过超级电容器对于电池的重要性。甚至,马斯克在史丹福大学攻读博士学位时,还曾经研究过它。2019年迫不及待地买下Maxwell,马斯克的算盘打得不要太精。

而在核心的干电池技术方面,据悉Maxwell能将电芯的能量密度提升至300Wh/kg以上,未来还有望进一步增加至500Wh/kg,并且,这一数字以2~3年为一个周期再提升15~25%,同时,电池成本将降低10~20%。这将远远突破目前三元锂电池300Wh/kg的瓶颈。(关于干电池的技术介绍,网上有很多了,不再赘述。)
而干电极技术的下一代材料,正是朝着无钴、全固态的方向前进的。有行业人士分析,干电极技术将会成为特斯拉与其他电池企业拉开差距的关键技术,会在自建电池产线中优先推广,主要为 NCA 高镍方向。而一旦干电极技术被成功应用到锂电池上,锂电池将迈出真正的“固态化”步伐,成为全固体电池实现商业化之前最重要的突破。
除了电池技术到位,生产制造设备也非常重要。所以,2019年7~10月,特斯拉还收购了专业制造电芯生产设备的公司Hibar。这下“锅碗瓢盆”都全了,特斯拉可劲地开始造了。

目前,我们还不能确定特斯拉到底所说的“无钴”电池是哪种,但是很明显,特斯拉在下一盘大棋,瞄准的并不仅限于电动车制造企业,电池成本降下来后,对于传统车企将是最大的威胁。“鲨鱼”特斯拉“雄霸天下”的野心已经表露无疑。
谁能阻止特斯拉?
其实,特斯拉对电池的攻伐只是冰山一角。这个“新物种”对于汽车行业原有生态的冲击是相当惊人的。我们可以看到,特斯拉正在重新建立电动车制造的生态链,一副“顺我者昌,逆我者亡”的架势。
根据特斯拉方面的披露,目前特斯拉上海超级工厂的零部件本地化率为30%,计划今年7月左右提升至70~80%,年底实现100%国产化。而且,上海临港工厂第二代流水线的Model 3单位成本将比费利蒙市工厂第一代流水线低50%左右。实际上,特斯拉建厂的速度早已经让国内同行们吃了一惊,国产化率之快并不让人意外。

似乎拥有“吸星大法”的特斯拉,以这种极致方式碾压对手,确实让所有的对手感到可怕。不仅仅是电池。包括自动驾驶芯片,特斯拉都抛开了英伟达,并且很快量产。而特斯拉在电池领域越来越强大的话语权,也成为后来者“跟风”的方向标。这一点在资本市场的表现更明显。
实际上,甚至著名的大空头摩根士丹利分析师亚当·乔纳斯(Adam Jonas)也于近期转变了态度,他2月18日发布投资研究报道,将特斯拉的乐观情景下的目标股价从650美元调高至1200美元。而乔纳斯在报告中称,这一预测主要基于:特斯拉可能赢得全球电动汽车市场30%的份额。
具体来说,这其中包括到2030年特斯拉交付400万辆汽车,外加向其他汽车制造商供应三电部件(包括电池和电动马达)的潜力。当然我们不能忘记,乔纳斯给予的中性情景下的目标股价为500美元,也就是合理价位。
甚至,近期有Ark Investment Management投资管理公司分析师塔莎·基尼(Tasha Keeney)表示,在未来五年内,股价有望达到每股6000美元。换句话说,她认为特斯拉的市值将超过1万亿美元。这是一个匪夷所思、超级乐观的预测。

特斯拉2019年向用户交付了36.75万辆电动汽车,比2018年增长50%。截至2019年末,特斯拉在美、中的两个生产基地的合计产能达到64万辆(2020年下半年将提高到74万辆)。特斯拉在突破产能瓶颈之后,交付不再成为问题。2020年,特斯拉仍旧狂奔,越来越快。
那么,我们对比一个数据就能明白意义所在了。2019年,根据乘联会的数据,中国新能源汽车中纯电动汽车的批发销量为82.2万辆。这其中,网约车占了绝大多数。而一家特斯拉的销量就接近我们总量的一半,而且还是30万元以上的私人购买为主的产品。
2月19日,英国《金融时报》“援引知情人士消息”进一步证实,从宁德时代采购的磷酸铁锂电池将用于国产Model 3基础版。这意味着国产Model 3还拥有进一步的降价空间。马斯克的目标,是将Model 3的价格降到20万元。记者周围的小伙伴们,就有热切盼望“真香”的20万元特斯拉的。

?
此外,自去年推出以来,特斯拉的那款“丑出新境界”的电动皮卡CyberTruck,预订量已经超过了50万辆。所以,回头来看,让特斯拉在国内落地,这个“鲇鱼效应”已经引起了非常激烈的连锁反应。即将“无钴”的特斯拉,给予中国汽车行业的启示,也是异常深刻的。
文/王小西
---------------------------------------------------------------------------
【微信搜索“汽车公社”、“一句话点评”关注微信公众号,或登录《每日汽车》新闻网了解更多行业资讯。】
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

即将“无钴”的特斯拉

2. 国产特斯拉将“去钴”?

本报记者 王鹏杰
据路透社2月18日报道,有知情人士透露,特斯拉正在与宁德时代商谈关于在中国工厂生产的车型上使用无钴电池的计划,这项谈判已经进入了关键阶段,一旦落实,将标志着这家美国汽车制造商首次将磷酸铁锂(LFP)电池纳入其生产线。
相较于价格高昂的含钴三元锂电池,磷酸铁锂电池的生产成本要低不少,尤其是在中国电动汽车整体销售低迷的情况下,特斯拉此举旨在试图降低生产成本以扩大优势地位,“当特斯拉使用磷酸铁锂电池之后,其成本将会下降十数个百分点。”该知情人士表示。
不过,目前还不清楚特斯拉将会在多大程度上使用磷酸铁锂电池用以取代三元锂电池。就记者截稿,宁德时代与特斯拉双方均未就此事置评。
特斯拉是目前较为积极推进电池去钴化和供应链自有化的新能源汽车企业,2019年5月,特斯拉就收购了电池公司Maxwell,获得了Maxwell 79%的控股权。Maxwell是最著名的超级电容制造商,其干电极技术,可将电池使用寿命提升至两倍,并且较湿涂层电极成本下降10%—20%。此外,由于目前特斯拉产品最主要的电池供应商松下的产能始终受限制,导致特斯拉的规模非常依赖松下的产品,因此,与宁德时代等电池供应商的合作被外界视为势在必行。

此消息对于特斯拉而言,又被解读成为一个大利好,随着消息的流出,特斯拉股价又双叒开启大幅上升模式,截止美国时间2月18日收盘,特斯拉股价上涨7.3%,报收858.4美元。摩根士丹利分析师Adam Jonas将特斯拉最乐观目标价从650美元上调至1200美元,曾经的摩根士丹利是华尔街最为唱空特斯拉的投行,如今“空翻多”的理由基于一个“激进的假设”,即到2030年特斯拉将交付400万辆汽车,占全球电动汽车市场的份额为30%。Adam Jonas还同时上调了基本目标价和最悲观目标价,将基本目标价从360美元上调至500美元,最悲观目标价从115美元上调至220美元。

然而担忧可能只是短期炒作的原因,中信证券指出,出于提升能量密度和降低材料成本考虑,正极材料高镍低钴的发展趋势确定性较高。但钴元素在三元材料体系中具有稳定层状结构和提升循环性能的作用,阶段性仍不可替代,目前国内三元正极材料企业尚未实现无钴正极材料的规模化生产和销售。
因此,想要彻底解决电池去钴化问题仍然是一条相对漫长的路途,也需要更多乘用车企业的参与。至于特斯拉将会如何与宁德时代深度合作,路透社报道,特斯拉或将于4月举办一次活动,分享其未来的电池战略和技术,也许到那时双方将会把谜底揭开。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

3. 特斯拉无钴电池疑案

昨天路透社的一篇关于国产特斯拉电池的报道在 42 号车库社群里引发了大量的讨论。
这篇文章的标题是「独家消息:特斯拉正在商谈,在中国制造特斯拉上使用宁德时代的无钴电池」。

乍一看这个标题确实很「震惊」,目前电池厂商都在致力于降低三元锂电池正极中「钴」所占的比例,越低的钴含量意味着理论电池的成本就越低。
目前宁德时代量产产品中最低也就把钴的比例降到 10%,即使特斯拉和松下合作的 NCA 三元锂电池,钴的比例也只做到了个位数百分比,而特斯拉要使用宁德时代的无钴电池确实很令人好奇。
点进文章发现,所谓的无钴电池其实就是 LFP 磷酸铁锂电池,和三元锂电池并没有什么关系,而特斯拉计划使用宁德时代的方壳磷酸铁锂电池早在今年 1 月就已经曝光,我们也已经在特斯拉到底能卖多少车?中提到过,正负极材料的供应商也明确是德方纳米和尚太。
既然大家都如此关心,那我们今天就来聊聊特斯拉为什么要用磷酸铁锂电池?磷酸铁锂电池和现在的三元锂哪个好?

特斯拉为什么要用磷酸铁锂?
降低成本,从而降低车价。
在电动汽车上,动力电池的成本占了整车成本的 40%,而三元锂电池中正极材料的价格占了动力电池成本的 40%,正极材料中「镍」「钴」「锰」三种原材料目前的价格分别为 10 万/吨、27.7 万/吨、0.64 万/吨。

所以,为了降低动力电池的价格,所有电池厂都在致力于研发「钴」含量更低的电池,从 523 到 622 再到 811,钴的比例一降再降。
那特斯拉这次用的磷酸铁锂又是什么来头?
「磷酸铁锂」也是电动车动力电池的一种,不过正极材料从原来的「三元」换成了没有「钴」的「铁锂」,所以在价格上磷酸铁锂电池会比三元锂电池便宜一些。
从国泰君安的研究报告来看,目前磷酸铁锂的价格为 0.65 元/Wh,而三元电池是 0.85 元/Wh,在成本上便宜了 23.5%。
所以通过使用磷酸铁锂电池来降低整车物料成本,在逻辑上是一件水到渠成的事,但是在这里有两个细节值得探讨。
用磷酸铁锂之后还能享受补贴吗?
虽然政策还没有正式出台,但是在今年 1 月的电动汽车百人会上,工信部部长苗圩明确表示 2020 年新能源汽车补贴不会退坡。
换装成本更低的磷酸铁锂目的就是降低价格,如果因为用了磷酸铁锂电池拿不到补贴,这是得不偿失的。
补贴的三个核心门槛分别为续航里程、电池能量密度和综合电耗。目前国产 Model 3 所处的续航、能量密度区间分别为大于 400 km 和 140 Wh/kg-160 Wh/kg。

 

也就是说使用磷酸铁锂的 Model 3 续航超过 400 km,电池能量密度达到 140 Wh/kg,总体电耗与现款相差不大的话,仍然可以享受 2.475 万元的补贴。

三元锂电池国产 Model 3 参数
至于能不能做到上述的几个指标,我们认为完全没问题,原因放在后面磷酸铁锂和三元锂电有什么区别中说。
第二个细节,上文中提到的三元锂电池的价格是行业的总体水平,根据 2018 年 11 月瑞银的分析报告显示,特斯拉所采用的松下 2170 电芯的价格已经做到了 111 美元/kWh,而且特斯拉目标在 2019 年把电池的价格做到 100 美元/kWh,换算过来就是 0.7 元/Wh。
这个成本价已经非常接近目前磷酸铁锂的价格,那为什么特斯拉还要通过使用宁德时代的磷酸铁锂来进一步降低价格?
三个原因:
第一,目前所有的 2170 电芯均由 Giga Nevada 生产并组成 Pack,所以 Giga Shanghai 生产的 Model 3 想用松下的电池,必须从美国运往中国,在成本上需要增加额外的运费以及税费,并不划算。

第二,为了提高车辆零部件的本土化率,目前特斯拉在国产 Model 3 上搭载的是由南京 LG 化学提供的 2170 电池,而 LG 化学的 2170 电芯并不便宜。
同样来看瑞银的研究报告,2018 年底,LG 化学的电池成本比松下/特斯拉的高了 20%,也就是说,即使采用中国本土生产制造的 LG 2170 电芯,在成本上仍然是不够极致的。

第三,特斯拉从宁德时代拿到的磷酸铁锂价格非常美好。
路透社的原文中消息人士表示,电池的成本价格上有望比降低两位数个百分比,而根据我们的信源,特斯拉希望宁德时代的目标价格降低 20%。

综合来看特斯拉采用磷酸铁锂的主要动机的就是便宜。

磷酸铁锂和现在用的三元锂有什么区别?
这是对于国产 Model 3 预定用户来说最关注的问题。
根据宁德时代的公告,在今年 7 月才会给特斯拉供应动力电池,所以在没有量产上车实测之前,所有的区别都是基于磷酸铁锂和三元锂的电化学特性而言。
另外再明确一点,宁德时代并不是为了特斯拉才产磷酸铁锂电池的,磷酸铁锂电池一直占据了宁德时代出货量的较大比重,只是在政策的引导下三元锂电池的优势更大一下,所以我们现在接触到的也是以三元锂电池为主。
磷酸铁锂有 3 大优点:价格便宜、安全性高、寿命长,这里就不展开说了,重点说一说缺点,这也是特斯拉第一次使用磷酸铁锂需要克服的新问题。
能量密度低
过去几年的新能源补贴政策中,国家一直引导电池厂商推出高能量密度的电池,以此提高车辆的综合续航能力。磷酸铁锂电池的能量密度发展到 120 Wh/kg 已经非常极限,但这对于三元锂电池来说还是刚刚起步。
补贴政策中能量密度的门槛被不断拔高,磷酸铁锂的优势越来越小,所以近几年时间里,三元锂电池成为了家用电动车的首选。
而磷酸铁锂更多被用在,对空间要求低、对循环寿命和安全性要求高的货车以及大巴上。
不过随着补贴逐渐退坡,技术的发展回到市场导向。
虽然磷酸铁锂电池的能量密度偏低是电化学特性导致,但是比亚迪和宁德时代分别希望通过刀片电池和 CTP 的技术提高电池包整体的能量密度。
从工信部公示的比亚迪「汉」的参数来看,通过使用刀片电池技术,磷酸铁锂电池的能量密度也达到了 140 Wh/kg。

2019 年 10 月宁德时代与大众商用车部门签订了长期战略合同,大众的 e-Delivery 系列车型(纯电动轻卡)将采用宁德时代的 CTP 磷酸铁锂电池,电池包能量密度 160 Wh/kg。
而宁德时代给特斯拉提供的就是采用了 CTP 技术的磷酸铁锂电池,虽然在数据上,磷酸铁锂的能量密度不如三元锂电的 180 Wh/kg 那么好看,但也已经迈进了补贴的门槛,所以采用磷酸铁锂的国产 Model 3 大概率也是可以拿到补贴的。
而且宁德时代供给特斯拉的磷酸铁锂电池只会用在电池容量更小的「标准续航升级版」车型上,所以即使磷酸铁锂能量密度偏低,但是在 CTP 技术的加持下,仍然可以满足「标准续航升级版」车型的续航需求,和新能源汽车补贴的门槛。
这里再补充一点关于国产长续航 Model 3 的信息。
国产版长续航后驱版 Model 3 已经上了工信部的目录,所以量产交付也只是时间问题,不过可以明确的是长续航版车型因为电池容量更大,所以一定会采用能量密度更高的南京 LG 化学 2170?三元锂电池。
低温性能差 
低温性差是三元锂电池和磷酸铁锂电池共有的特性,但是因为三元锂电池的活性更高,所以低温性能相对较好一下,而磷酸铁锂电池活性更差,所以低温环境性能差的弊端会愈发明显。
而低温性能差带来最直接的影响有两个:
第一,低温环境下,相同的电量,磷酸铁锂的实际续航会短于三元锂电池。
第二,低温环境下,相同的电量,磷酸铁锂电池的充电速度会慢于三元锂电池。
总结一下,理论上使用磷酸铁锂电池的 Model 3 在低温环境中的续航会略逊于使用三元锂电池的 Model 3,而且使用磷酸铁锂电池的 Model 3 在超充上能否达到 170 kW 的最大充电功率也是未知数。 
我并不认为特斯拉会为了降低价格,过度牺牲车辆的三电性能,但是从目前磷酸铁锂的电化学特性来说,以上两个问题是特斯拉需要克服的,但是如何解决,我们希望在 4 月特斯拉的电池日上能得以揭秘。
可以明确的是,降低价格、提升性能是特斯拉一直以来的目标,现在寻找 LG 化学和宁德时代只是希望在成本和性能上找到一个平衡点。 
根据我们最新的信源显示,Hymson 已经和临港签订了 7000 万电芯制造设备供应合同,这意味着 Giga Shanghai 极有可能成除特斯拉在美国本体外第二个生产动力电池电芯的制造工厂。
再结合年初特斯拉美国 Fremont 工厂自建的电池产线开始试点生产的新闻,特斯拉停滞了近年 3 年的电化学技术,即将在今年重新成为舞台上最闪耀的焦点。
我们 4 月再见。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

特斯拉无钴电池疑案

4. 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。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

5. 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。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

特斯拉为何会看好“无钴电池”,技术方面取得了哪些突破?

6. 特斯拉强调未来用无钴电池 为什么却离不开钴?

根据英国金融时报报道, 特斯拉 据悉从嘉能可购买钴用于上海工厂与计划中的柏林工厂。消息曝出后,之前被特斯拉无钴化计划打压的A股华友钴业随即涨停,锂电池板块大幅跟涨。
 
 这说明目前特斯拉还在忙于大幅的横向扩张,对于纵向的电池技术无钴化这个命题的研究,仅仅是个实验室中的项目罢了。
 
 01特斯拉大跨越扩张
 
 特斯拉虽然在中国市场Model3的接连降价,被一众媒体和车主吐槽割韭菜。就连韩寒也自称被特斯拉割了韭菜。但是进入到30万之内的特斯拉Model3,在这个市场是爆炸级的。李斌也曾无奈的表示,特斯拉能做到那么低的价格,但是我们确实没办法。
 
 吐槽归吐槽,特斯拉的价格下沉,迅速助力了特斯拉股价破千,正式打败 丰田 成为全球市值排名第一的车企。特斯拉的步伐还在扩张,尤其是在中国。
 
 
 
 今年1-4月,国产特斯拉共计上险20,169辆,其中北上广深四地的上险量占到了57.5%。5月中旬,特斯拉中国副 总裁 陶琳表示,上海工厂预计今年6月就可实现周生产4000辆的目标。特斯拉计划新增入住包括东西南北四大区位,共45座城市,这一计划落地之后,意味着特斯拉体验中心将会遍布了全国34个省份和自治区。
 
 而且马上特斯拉还要在中国推出新车:ModelY,这将会是对市场的又一大刺激措施。以特斯拉的这种扩张速度来看,它未来一年在中国销量目标是奔着翻倍去的。所以根据消息,特斯拉每年需求钴的供应量约为6000吨,约占今年新能源车钴需求量的21%左右。
 
 
 
 据外媒报道,特斯拉正与美国得克萨斯州特拉维斯县(Travis)政府就建厂事宜谈判,后者针对工厂建设提出一系列补贴政策,以吸引特斯拉的投资。据悉,一旦双方合作达成,特斯拉有望在得州首府奥斯汀再添一座电动车装配厂。
 
 也就是说,目前的特斯拉已经在为扩产后的工厂准备材料了,而钴在特斯拉的电池里依旧必不可少。
 
 02为什么特斯拉离不开钴?
 
 此前,特斯拉一直强调其未来方向是使用"无钴电池"。今年2月,特斯拉同意自宁德时代购买不含钴的磷酸铁锂电池,以用于国产Model3车型。6月11日工信部发布的新能源汽车推广应用推荐车型目录(2020年第7批)中,特斯拉Model3标准续航版搭载为无钴的磷酸铁锂电池。该电池重1,745千克,较之前使用三元电池重131千克。
 
 但是为什么特斯拉扭头又买了这么多钴?
 
 首先因为特斯拉作为一家典型的股价驱动型企业,除了要生产研发和卖好产品以外,还要时不时的搞一些新概念刺激市场。所以特斯拉提出的这个无钴概念,真的可能是未来的大方向,但是要实现可能要等到十数年之后。
 
 
 
 目前中高端动力电池仍然以含钴的三元材料为主流。三元材料现在占据高能量密度的高端市场主流,低钴高镍已是不争的大势所趋,但当前主流仍是NCM523、622,NCM811渗透率仍然有限,低钴高镍仍然任重道远。
 
 虽然钴相关上市公司当时被特斯拉和宁德时代一个无钴的会晤直接把股价打到夭折,但是根据行业内的分析,钴在未来几年中,还会持续性的稳健的增长。智能手机和智能汽车依旧会是供应主力。
 
 但是下一步特斯拉会往哪走?就是解决ModelY的中国产能。
 
 根据业内人员预计,2020-2021年钴的供需缺口在1万吨以上,结合2020-2021年钴供需缺口来看,2021年的供给缺口将比2020年更大,供需反转将催生钴金属价格的第三轮牛市。
 
 
 
 而特斯拉在此时签订钴金属的订购大单,实则是抢筹。虚晃"无钴化"的一枪之后,面对国际市场即将飙升的钴价,还有自身发展的巨大需求缺口,特斯拉先一步进行抢购钴资源。
 
 在搞定钴之后,对于特斯拉来说,目前最大的瓶颈就是产能,尤其是中国的产能。特斯拉在来华建厂之前,松下一直是其唯一的电池供应商。特斯拉CEO埃隆——马斯克曾发推文抱怨称,松下电池产量不足耽误Model3轿车的生产。而松下则表示,虽然特斯拉在产量和单车售价上不断提高,但其经常被特斯拉要求"压低"电池价格。
 
 
 
 虽然外媒报道,目前特斯拉ModelY的产能已经实现了提升,周期缩短了一个月,但是从目前的情况来看,这仅仅是松下的电池供应和特斯拉北美工厂突破了一个瓶颈。特斯拉在提交给美国证券交易委员会(SEC)的文件中披露,公司与日本松下公司签署了一项为期三年的定价协议,涉及美国内华达州超级工厂锂电池的制造和供应。
 
 但是特斯拉能否更近一步还要看中国市场,根据目前得到的消息,虽然北美市场ModelY已经很成熟,但是特斯拉想要在中国交付ModelY至少也要等到明年,而且这还是要在和宁德时代完成电池方面供应和匹配需求的情况下。所以现在对于特斯拉来说,时间紧任务重,抢钴保生产才是当下要紧的。浪费时间琢磨给旗下都换上无钴电池,那可能是几年之后再琢磨的事情了。            @2019

7. 特斯拉或将使用无钴电池,加速国产进程

特斯拉从上海建厂到Model 3交付,始终处于高速发展阶段,意图在短时间内实现完整国产化,近日据消息透露,特斯拉正在与宁德时代深入谈判,计划在特斯拉产品上实现无钴电池。

此前马斯克曾表示,要将钴电池的使用量降到没有,钴在电池中,生产成本属于价格最贵的金属之一,现今价格在3.35万美元/每吨左右。在风云变幻的国际新能源市场,有效降低成本将提高产品市场竞争力,所以与宁德时代深入探讨,磷酸铁锂电池有望成为现有钴电池的“替代品”,也是特斯拉加速国产化的重要体现。
市场还是以价格为先
特斯拉在国内与宁德时代合作,在寻求互利互惠的基础上,继续加速特斯拉国产化。但是从2019年下半年,补贴退坡成为影响新能源市场的重要因素,销量腰斩之后,今年1月受车市淡季和疫情的影响,新能源产品销量再度腰斩。

在此环境中,合资、自主进军新能源市场的决心更加坚定,车企在电动化之路上,采取混动、插电、纯电等多样形式展开,侧面加剧了新能源市场竞争,合资和自主品牌谁将主导市场,就看谁的市场占有率更加客观。
就在合资、自主“展望2020年”的时候,特斯拉像一个“搅局者”,从舆论导向上看到,有望打破我国的新能源市场格局,但是舆论毕竟是舆论,中国市场的消费水平升级之下,30万级的产品并非是市场主流!当下自主品牌和造车新势力的产品维持在20万之内,续航里程、电池寿命基础问题解决后,结合自动驾驶、互联科技具有太多同质化的产品特性出现,不可否认的是,无论合资还是自主品牌,车企不会盲目的做产品定义市场,现今的产品价格也是适合大众消费的产品。

特斯拉在这一环境下,核心技术和影响力在全球电动车市场处于领先位置,但获得市场消费人群最直观的因素还是价格。纵观全球大车企,大众、丰田影响力领先,旗下热卖的产品无论轿车还是SUV,从产品销量上,10-15万的产品还是市场主流。所以特斯拉意图在走量产品Model 3上定价29.89万元,很多舆论表明非常有竞争力,但对于大众消费者来说,知道产品好却望尘莫及,又怎么快速促进产品流通呢?
磷酸铁锂的优势所在
对于市场竞争,快速流通产品的手段就是价格,此前松下就曾表示,松下产品的不能全面满足特斯拉的发展需求,而且特斯拉对动力的研发生产更加重视。这就表明,特斯拉的产品需要面向的是市场,加速流通。

然而市场并非是一个温室环境,充满了不可抗力的竞争,从2018年下半年开始的车市寒冬中就有证明,价格还是促销产品的先导因素,特斯拉与国内价格“偏低”的产品竞争,定价成为重要因素,所以如何满足市场竞争条件?那就是降低研发生产成本,磷酸铁锂电池就成为较好的选择。
选择与宁德时代合作,不仅是因为宁德时代在国内市场占有一半以上的市占率,更是因为企业影响力之下,宁德时代是做磷酸铁锂的行家,也是特斯拉国产化之后,降低生产成本的关键要素,如果将宁德时代的电池搭载到Model 3和Model Y上,那么特斯拉产品的价格区间就会显得游刃有余,无论在车市何种环境之下,都充满了竞争力。
对国内新能源车企有何影响?
车市寒冬中,伴随着“白名单”取消和补贴退坡,将国内新能源车企和电池供应商从温室环境中剥离,暴露在残酷的竞争之下,“物竞天择”的法则再现实不过。

而特斯拉的国产化,被国内市场定义为“狼来了”,可见其强大的市场竞争力,上述也说到,国内新能源产品的同质化严重,就算新能源市场没有完全激发消费潜力,但消费者从同质化产品中的选择就会变得单一化。基于特斯拉的产品影响力和核心技术,国内自主品牌采用的“平民价格战术”是否会被改变?消费者跳出“平民价格”,直接走上高端化的电动化之路也是可能性事件。

从Model 3的29.89万,直接竞争了造车新势力蔚来,对于小鹏汽车的小鹏P7上市来说是否也是一种“威胁”?近期盛传的比亚迪刀片电池,如何领先于宁德时代技术几个次元,但是特斯拉搭载宁德时代之后,用价格作为进攻市场的利器,消费导向从自主、合资偏向特斯拉是有望发生的。
?吉利的安聪慧曾表示,现今车市竞争才刚刚展开,未来淘汰过半的车企,市场仅剩几家车企博弈,这也是车市向着健康、成熟发展的方向。质量保证、价格合理、舒适享受的产品,丰富消费者生活的同时,为消费者带来后汽车时代的享受。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

特斯拉或将使用无钴电池,加速国产进程

8. 无钴电池破灭?特斯拉每年采购6000吨钴的背后

近日,据外媒CNBC援引业内人士消息,特斯拉计划向全球最大的金属矿商Glencore采购钴原料。按照双方的长期合作协议,Glencore将向特斯拉每年供应6000吨的钴。更有消息称,这些钴将计划用于上海工厂与柏林工厂。
今年2月,路透社报道称,特斯拉将在国产车型中应用无钴电池,随后,特斯拉在短视频平台“故弄玄虚”地回复网友『无钴,不代表一定是磷酸铁锂』,吊足众人胃口。一石激起千层浪,当时钴相关产业的股价大片跌停。

如今,特斯拉大规模采购钴矿,传言似乎不攻自破,至少特斯拉短时间还将依赖“含钴”的电池。
钴是什么?
目前的纯电车主要线路是三元锂电池,主要分为NCM(镍钴锰)和NCA(镍钴铝)两种方案,以特斯拉Model 3为例,目前它采用的是和松下合作研发的21700电池,它本质上也是一种NCA电池,这里的C就代表钴元素。

为什么非要钴不可呢?从目前的材料技术来看,钴是三元锂电池正极中不可或缺的材料,主要起到稳定结构的作用,可以防止电池过热和延长使用寿命,重点是,目前还没有找到钴的完美替代品。
钴金属有两个特点,一是不可再生、二是非常稀缺。根据《矿产利用与保护》期刊的研究,钴在地壳中的含量很低,地壳中钴的平均丰度仅为0.0025%,且地壳中的钴90%呈分散状态。比起大洋锰结核和大洋富钴结壳等大洋底部的矿藏,陆地上的钴含量就更不足了。

钴金属
2019 年,全球已探明的钴矿储量大约700万吨,按照2019年全球14万吨的开采量计算,钴仅剩50年的余量,这与镍、锰、铝等矿产数十亿乃至百亿吨级别的储量相比,少得有点可怜。
除了稀缺性,钴矿的分布也非常集中。刚果、澳大利亚和古巴是全球钴的主要产地,三个国家的钴储量加起来约占全球储量的70%左右。而咱们中国已探明的钴储量为8万吨,仅占全球总储量的1.14%。
为什么都在追求无钴?
一是成本问题,二是资源限制,三是人道主义。
根据有色金属产业咨询机构安泰科的统计,2018年全球钴消费量约为12.6万吨,其中电池行业的用钴量占比60.86%,达到7.8万吨。
2014年的钴价是20万元/吨,到2018年一度冲高到66万元/吨,据上海有色网数据显示,截止今年5月,钴价依旧高达25.3万元/吨。相比之下,正极材料中的镍、铝、锰的价格分别约为10万元/吨、1.3万元/吨、1万元/吨。肉眼可见的成本差距。

考虑到这个问题,特斯拉一直在走降钴路线,其产品中钴的含量确实从2018年的10%不断下降,目前已经到不足3%。但钴在特斯拉的电池中依旧不可或缺。根据电池供应链研究机构Benchmark的计算,现在每辆Model S上需要的钴为11公斤,每辆Model 3所需钴的约4.5公斤。

那么,上面提到的特斯拉将要每年采购6000吨钴,大概是什么概念呢?
去年全球钴的产量为14万吨,特斯拉的采购量大概占全球的4.2%。作为全球最大的钴供应商,Glencore去年的钴产量约4.63万吨,特斯拉每年向其采购6000吨,相当于拿走了其七分之一的年产量。
如果以每辆Model 3所需4.5公斤钴计算,每年这6000吨的钴,将能够满足特斯拉133万辆车的钴量需求。想象一下,如果这133万辆车的实现无钴化,将省下多少成本?

再说资源限制。21世纪能源转型,石油逐渐被电气取代,而随着智能手机、电脑、数码终端等电池设备愈发普及,再加上汽车逐渐电气化,锂电池产业越发重要,各国也开始意识到钴矿的价值。我们前面也说到了,刚果、澳大利亚和古巴是全球钴的主要产地,三个国家的钴储量加起来约占全球储量的70%左右。资源集中的弊端就是容易引发资源争夺。
上世纪7、80年代,美国为了控制波斯湾的石油选择了与伊拉克结盟,而伊朗为了将石油的开采权收归国有,与西方国家、伊拉克展开了历时八年的战争。如果未来纯电动车全球普及后依然离不开钴,那“钴战争”可能一触即发。

最后是人道主义。和很多非洲国家一样,虽然刚果有着丰富的铜、钴、锡、镍矿产资源,但几十年来刚果一直饱受着“资源诅咒”,除了开采业外,刚果其他产业的发展都停滞不前(采矿业占刚果收入80%左右),加上战火洗礼、政权腐败的原因,社会发展近乎停滞。

手工采矿的儿童
由于设备落后,为了养家糊口,很多刚果人家倾巢出动参与手工采矿。根据刚果政府估算,目前国内出口的钴中有20%都由手工采矿者开采。其中约有4万名儿童从事采矿工作(2014年数据),有些儿童每天在矿场工作高达12小时,每天只能赚1000~2000刚果法郎(折合4.1~8.2元人民币)。出于人道主义考虑,全球电池产业也在减少对钴的需求。
无钴电池是什么?
基于上述几个原因,全球电池供应商和车企在电池产品研发中,都在尽力降钴甚至是去钴化。目前动力电池两大主流技术路线中,能量密度具备优势的三元锂电池,从NCM111、NCM523、NCM622发展到NCM811,钴的比例在逐步降低;而另一路线磷酸铁锂电池本身不含钴,但能量密度天然存在短板,因此车企试图通过结构创新来进行弥补,例如比亚迪今年推出的刀片结构磷酸铁锂电池。

除上述两种路线之外,今年5月,国内蜂巢能源科技还发布了两款无钴电池,这两款电池将采用镍锰酸锂结构。这一技术其实在20年前就已经有了理论基础,但受限于电解液和循环性能的问题,一直未能产业化。而蜂巢能源通过阳离子掺杂技术、单晶技术、纳米网络化包覆三项关键技术,实现这种电池的规模化应用。

今年蜂巢能源发布的两款产品中,第一款电芯容量为115Ah,能量密度为245wh/kg,在整车端能够实现15年120万公里的质保,计划在2021年6月份推向市场;另一款电芯容量为225Ah,以B级轿车为模型,仿真测得NEDC工况续航里程最高可达880公里。如果它们真的能够实现大规模产业化,或许真的能取代含钴的三元锂电池。
特斯拉到底无钴不无钴?
——2019年2月,特斯拉宣布将以2.18亿美元溢价55%收购Maxwell,后者拥有的干电池电极技术和超级电容器技术,能够提升电池能量密度和简化电池制造工艺。
——2019年10月,据外媒Electrek报道,特斯拉秘密收购了加拿大的电池制造和工程公司Hibar Systems。后者是一家专业生产电池单体设备的公司,在美国、中国均设有工厂。
——2020年5月,特斯拉与韩国韩华集团签订了电池制造机器的订单。再加上近期的采购钴的消息,特斯拉的一系列动作都在指向自主生产电池。
5月22日,特斯拉CEO马斯克在推特上宣布,暂定今年9月15日举行“特斯拉电池日”活动,活动将包括参观电池生产系统。据悉,本次电池日,特斯拉或将带来一款寿命高达百万英里的全新电池。有内部人士透露,这款电池将是特斯拉与宁德时代携手研发。

5月初,宁德时代表示,已经准备好制造一款寿命高达124万英里(约200万公里)的电池,或采用无钴结构,这将是目前三元锂电池寿命的3~5倍。目前还不确定这款电池是否就是将在特斯拉电池日公布的合作项目。
 “马斯克告诉我,特斯拉希望自己做电池”,宁德时代董事长曾毓群在2019年度业绩网上说明会上表示,“据我了解,他们的技术路线对我们不会有冲击,双方在共同探讨如何把电池做得更好”。

从市场角度来说,特斯拉一只手要去钴,另一只手又要买钴,这正是马斯克的高明之处,一来一回将谈判的主动权掌握在自己手中。特斯拉要自己产电池估计是没跑了,但是不是“无钴”的呢?我们只能希望特斯拉9月的电池日不要再跳票了。
(图/文/摄:皆电 唐科)
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。