特斯拉向“无钴”化进阶错失第一吹膜机

SpaceX成功载人飞天，创始人埃隆·马斯克（ElonMusk）（也是特斯拉CEO）狂喜之余，或许又有几分坐立难安。特斯拉超级电池公布会屡次延期，竞争对手们已抢先一步公布“硬核”电池产品。

日前，长城汽车旗下蜂巢能源在线公布两款动力锂离子电池产品：115Ah电芯和L6薄片无钴长电芯。在新电芯基础上，能够实现整车续航里程超过800公里，电池使用寿命可延长至15年或120万公里。

宁德时代也酝酿放大招。六月八日，宁德时代董事长曾毓群接受彭博社采访时表示，公司准备生产可持续运行16年、能让电动汽车持续行驶200万公里的电池。而这种新型电池的成本仅比现在市面上的电池高出10%左右。曾毓群透露，“假如有公司下订单，我们可以立刻投入生产。”

“寿命超百万公里”将不再是特斯拉超级电池的专属标签。

再早些时候，比亚迪自研刀片电池，较原有电池系统，成本预计可下降20%-30%；广汽集团的石墨烯电池将从实验室走向实车，仅需8分钟就可以将电池充电至85%；雷诺-日产-三菱投资无钴固态电池，将于2025年推出。

比亚迪刀片电池摄：未来汽车日报

动力锂离子电池是新能源汽车的核心部件之一，据国泰君安报告，其占整车成本高达43%。理想汽车CEO李想也曾感叹，“电池太贵了，20万元的车电池价格就占一半”。在新能源时代，动力锂离子电池之于电动汽车，就如同发动机之于燃油汽车。

因此，不少整车公司选择自研电池技术，以实现电池自由，降本同时，也可以防止电池供应商供货不足影响生产计划。

传统车企在动力锂离子电池领域高歌猛进，这一次，特斯拉或许真的遇到对手了？

抢滩“无钴化”

蜂巢能源抢了特斯拉超级电池的风头。

今年二月，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。可惜，特斯拉的超级电池日一再因疫情而延期，反被蜂巢能源抢先一步公布了无钴电池。

蜂巢能源去掉了三元电池中的钴元素，使电池变为二元的镍锰酸锂离子电池。钴元素的用途在于保障电池材料的稳定性，蜂巢能源使用其他两种化学元素代替钴，以改善材料通过强化学键形成稳定氧八面体结构，新增了材料稳定性。

大家争相“去钴”，“重要是为了降低成本”，一位电池行业资深从业者向未来汽车日报（ID：auto-time）表示。据上海有色网数据显示，截止今年五月二十九日，电解钴价格为每吨25.3万元。

钴是目前锂离子电池中不可或缺的贵金属，在通常的三元锂离子电池（NCM）中，镍、钴、锰材料构成正极。因此，尽管价格昂贵，钴的需求量仍不断攀升。据美国地质勘探局统计，自2000年来，全球钴产量翻了两番，年产达12.3万吨。苏格兰咨询公司伍德-麦肯兹预测，因电动汽车发展，到2025年，钴的需求量预计将达20万吨。

但是，钴矿是一种比较珍稀的矿藏，且分布不均匀。随着新能源车数量增多，钴元素供应不足的问题会愈加凸显，其产量或将成为制约电动汽车发展的瓶颈之一。

另一方面，钴的开采还存在法律风险。CBSNews曾报道，世界上超过一半的钴由刚果民主共和国供应，但开采这些钴的大部分是童工。

国际特赦组织曾在三年前揭露，由童工开采的钴大部分被一些国际巨头公司所用，包括苹果、微软、特斯拉和三星。非政府组织Pact已与上述公司协同解决问题，但因购买童工钴矿的公司数不胜数而无法根治问题。这也是多数车企及电池供应商寻求“去钴”方法的一个重要原因。

“无钴”风潮也促使磷酸铁锂离子电池回暖，比亚迪推出的“刀片电池”就是不含钴的磷酸铁锂离子电池，经过技术改进，刀片电池包的体积能量密度大幅提高，安全性也有所提升。

和三元锂离子电池相比，不含钴元素的磷酸铁锂离子电池最大优势就是成本低。真锂研究的数据显示，截至2019年底，国内三元锂离子电池包的单价为1.05元/Wh，磷酸铁锂离子电池包的单价为0.8元/Wh。据路透社报道，特斯拉假如采购宁德时代的磷酸铁锂离子电池，成本要便宜“两位数的百分比”。

“即使在500℃高温下，磷酸铁锂材料结构依然非常稳定，但三元锂材料在200℃左右就会发生分解，容易引发热失控。”近期，弗迪电池公司副总经理孙华军表示，因此，在安全性方面，相较三元锂离子电池，磷酸铁锂离子电池更具优势。

NCM（三元锂离子电池）和LFP（磷酸铁锂离子电池）材料热稳定性能比较来源：比亚迪

不过，由于能量密度不及三元锂离子电池，磷酸铁锂离子电池的低温表现及续航里程仍逊于三元锂离子电池。蜂巢能源总经理杨红新曾表示，现阶段磷酸铁锂离子电池的续航里程峰值约为600公里。

孙华军透露，明年比亚迪刀片电池可以实现700-800公里续航里程，目前，正常情况下搭载刀片电池的比亚迪汉，在零下十度以下仍能放出常温下90%的电，放电功率与三元锂离子电池基本持平。

NCM（三元锂离子电池）和LFP（磷酸铁锂离子电池）低温下的放电能源比率及功率比较来源：比亚迪

此外，松下、LG、宁德时代等国内外主流动力锂离子电池公司都将低钴或无钴化电池作为下一代动力锂离子电池的研发方向，并且开始探索由高镍三元电池向NCMA四元电池软包模组化发展的路线。

就连擅长三元锂离子电池的宁德时代也在默默储备无钴电池技术，宁德时代董事长曾毓群在业绩说明会中曾提到，宁德时代有自己的无钴电池技术储备，目前正在想办法管理好供应链。

国内无钴电池已有普及之势，预热已久的特斯拉超级电池却至今没有准确公布日期，这一次，一贯引领新能源汽车技术风向的特斯拉失了先手。

固态电池才是未来方向

最新消息显示，特斯拉超级电池日已定于六月份举办，但仍未公布具体日期。马斯克称，受疫情影响“不得不推迟日期，否则能出席的人会非常少”。

据路透社报道，特斯拉将公布的超级磷酸铁锂离子电池是与宁德时代共同开发的，采用CTP技术打造，报道援引知情人消息，特斯拉超级电池最迟将于2020年末或2021年初问世。

马斯克对无钴电池一直心存执念。2012年单辆ModelS的钴使用量为11kg，到2018年公布的Model3上，同样规格尺寸，钴使用量只有4.5kg。

为了使Model3的价格下探到25万元以下甚至更低，2018年他曾在Twitter中放言，要将特斯拉的钴含量从3％降至0％。

特斯拉电池来源：Electrek

无钴电池会是动力锂离子电池的最优方法吗？孙华军向未来汽车日报（ID：auto-time）透露，未来固态电池有很大的可能性将取代不含钴的电池。“我们（比亚迪）一直在开发固态电池，它的安全性、能量密度会有大幅提升”。孙华军表示，目前固态电池还处于研究阶段，可能10年后才能实现量产。

辉能科技创始人、CEO杨思枏曾公开表示，“未来固态电池取代液态电池成为主流乃是大势所趋。”

他认为，与液态电池相比，固态电池更安全稳定，固态电解质更耐高温、不存在漏液等问题，电池出现损坏后不易爆炸起火。此外，固态电池还有循环寿命长、工作温度范围宽、可快速充电、与电极材料相容性好、耐潮湿环境等优势。

“固态电池相较液态电池也更易回收”，一位固态电池从业人士对未来汽车日报表示，液态电池要分正负极、分元素回收，但因有电解液中和，很难把不同元素分开，“固态电池本来就有隔离层分层，所以回收技术门槛较低”。

固态电池已成为业内广泛认可的下一代电池技术。

丰田及雷诺-日产-三菱联盟早在2018年就表示，拟于2022年至2025年间推出搭载固态电池的电动汽车。大众已在欧洲建厂生产固态电池，计划于2025年前实现量产。2019年，天际汽车、蔚来汽车及爱驰汽车等造车新势力陆续与辉能固态电池达成合作，以尽快为旗下车型搭载固态电池。

今年五月，三星与现代汽车合作拟为后者供应固态电池，三星研发的原型电池循环次数可超过1000次，并且体积比同容量锂离子电池小50%。充满电后，这种电池可以使电动汽车单次续航里程超过800公里。

三星在《自然-能源》杂志上发表的论文

此外，宁德时代在聚合物固态锂金属电池和硫化物基固态电池方向分别有研究。

尽管公布首款无钴电池的风头已被别人抢占，但特斯拉的技术实力仍然不容小觑。劲邦资本合伙人王荣进曾表示，特斯拉的新电池在工艺形态上更接近固态电池，“该产品一旦实现量产，可能会颠覆某些使用场景的现有电池”。

不过，“现在还没有可应用于车辆的全固态电池。”清华大学电池安全实验室主任冯旭宁曾在接受采访时表示，我国和日本在全固态电池研发方面水平位于世界前列，最有希望率先做出量产全固态电池。错失无钴领域第一的特斯拉能打破这个预测，率先推出固态电池吗？

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