特斯拉要用的“无钴锂电池“究竟是什么？

1. 特斯拉要用的“无钴锂电池“究竟是什么？

特斯拉一声吼，行业都得抖三抖。
作为纯电动车制造领域中的个中翘楚，特斯拉的一举一动，都迅速、深刻、彻底地影响着整个纯电动车行业。
一篇关于“特斯拉和宁德时代就无钴锂电池方面进行合作”的报道，则是直接把中国产Model 3和“无钴锂电池”推上了风口浪尖。

无钴锂电池是什么？特斯拉为什么选用无钴锂电池？无钴锂电池将给特斯拉带来哪些好处和麻烦？
今天咱们就来畅谈一下这个话题。
无钴锂电池是什么？
当然是磷酸铁锂电池喽。
从这个名字上你应该能看出来，这种电池内部不含钴元素，所以被某些抠字眼的媒体写成了“无钴锂电池”，又称“铁电池”。
“铁电池”，是不是感觉有点面熟？
早期的比亚迪就是靠铁电池发的家，江淮、吉利、奇瑞，无一不在自家早期推出的纯电动车上装备这种电池。
老熟人了，没什么新鲜的。

早期的腾势300，用的就是LFP电芯
简写为LFP的磷酸铁锂电池和三元锂电池一样，同属二次电池中的锂离子电池阵营。它们之所以名字不同，主要差别在于电池内部的正极材料。
LFP的正极材料为磷酸铁锂，都是些储量丰富、易于开采的元素；而三元锂电池，无论是NCM的镍钴锰，还是NCA的镍钴铝，都要用到镍这种稀有元素，价格自然比LFP贵出不少。
为什么特斯拉选用LFP磷酸铁锂电池？
很明显，就是想省俩钱儿呗。

磷酸铁锂电池不需要用到钴等重金属稀有元素，造价低；另外凭特斯拉的议价能力，拿货价说不定能低得超乎现象。 
以2019年的行情来看，磷酸铁锂电池的成本价约为650元/度电，远远低于三元锂电池的850-950元/度电。
光这一项，成本就能下降近30%。
注意，咱们说的是电池厂的制造成本，并非特斯拉买回来装在车上的装车价。
就算特斯拉拿到了更价格更低的电池而咬死不降价，你也说不出什么来。商业嘛，允许逐利。
其次，磷酸铁锂电池还有一个很重要的优势——产量大，可以满足特斯拉上海工厂周产3000台的能力。
怎么说磷酸铁锂电池也是国家指定的新能源大巴车唯一可用电池，安全性能好，产能也足够充足。

磷酸铁锂电池给特斯拉带来哪些麻烦呢？ 
咱不能光看贼吃肉，不看贼挨揍，磷酸铁锂电池被广大车企弃用，是有原因的——质量能量密度（Wh/kg）太低了，放电电压也有点儿低。
这两个缺点主要导致两个问题——续航短和输出功率的能力偏弱，不适合带大功率电机。
续航短很好理解。
举个例子，同样100kg重的电池组，三元锂电池大约能储存18度电，而磷酸铁锂电池大约能储存13、4度电。
为了解决这一问题，特斯拉很大概率要用到CATL的CTP技术，也就是cell to pack，电芯-模组技术。

一般电动车上搭载的电池包，是由电芯cell封装成module模组，再由模组封装成电池包pack，是典型的“电芯-模组-电池包”三级封装结构，就像上图leaf的软包电池一样。

而CTP，cell to pack，即电芯直接封装成电池包，省去了中间的模组环节。
因为省去了模组环节，电池包的零部件大大减少，重量降低，空间利用率提高，直接拉高了质量能量密度和体积能量密度。
而且CTP还省去了不少人力、物料成本，更有利于降本增效。 
你看，说回来倒回去，技术都是在为成本和利润这对冤家呐喊助威。
但取消模组也会带来更大的极大风险。
少了模组，意味着模组间的均压将细化为电芯级，对电芯的一致性提出了更高的要求。

这些隔板不只是起到支撑固定作用，还为隔热阻燃做出了贡献
其次，少了模组，热失控也就失去了模组级的防护，毕竟少了很多隔板和侧板，BMS的温控策略和电池组温度采样逻辑都需要重新设计安排。 
好在磷酸铁锂电池安全性比三元锂电磁高出不少，算是弥补一下了。
最后一个风险和大家关系比较大，维修成本，也就是换电池的钱。有模组的情况下，某个电芯坏了换模组就对于的模组就可以了，而CTP中的某一个电芯坏了，可能涉及到换整个电池包，维修成本和难度都提高不少。
编辑总结：
有人说特斯拉为国产Model 3标准续航版车型换装LFP磷酸铁锂电池这波操作是为了割韭菜，我个人觉得这事儿还没到下结论的时候。
未来的一切都有不确定性，谁能猜到特斯拉的这波操作是“等等党”的胜利还是“早买早享受党”的福音呢？
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2. 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。
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3. 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。
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4. “无钴电池”靠什么吸引特斯拉？会是车用电池的重大突破？

国产Model 3已经于去年底正式交付，但热点一直持续更新，先是受补贴影响，价格进一步下探，价格已经下探至30万以内，对豪华车市场的冲击进一步加强，但还远远不够，因为同级别的BBA早就在25万左右了，所以当开年特斯拉宣布与宁德时代达成合作协议时，两家股票逆势飞涨，成了股票市场独一红，因为这意味着国产特斯拉的价格有望在下探。
 

近日，特斯拉国产车型价格有望继续下探的消息再次传出，这次是关于电池的，并且或许是颠覆行业的电池消息。
 
有消息显示，特斯拉正在进行谈判，在中国制造的汽车中使用宁德时代（CATL）的无钴电池。
 

并且有媒体报道，从相关人士口中得知：“特斯拉一直在与中国制造商商讨一年多的时间，以提供比其现有电池便宜“两位数”的LFP电池。”
 
截止目前，特斯拉和宁德时代并未对此做出回应。
 
不妨先看到这个所谓的“无钴电池”到底是什么？
 

所谓的“钴”是一种贵金属，在车用电池中担当着增加电池密度等功能，简单来说就是可以增加续航的功效，但也并不是不可替代的，所以现在全球电池供应商都在着手减少钴在动力电池中的含量。
 
以特斯拉为例，埃隆·马斯克就曾在推特推文中提到：“我们已经大大降低了钴在电池中的含量，钴在三元电池中的比例已经降到3%，现在我们的目标是实现无钴化，这项技术已经在研发当中。”
 

文中所说的实现无钴化，可能就是特斯拉曾提到有望在4月份正式推出的“超级电池”。
 
与此同时，松下汽车电池部门的负责人田村坚曾表示，希望将钴在三元电池中的含量降至零。
 
此外，IBM也正在开发一种无钴电动车电池，主要依赖从海水中提取的三种材料，使用一种不含钴和镍的阴极材料，以及一种具有高闪点的安全液体电解质。
 
而此次提到的特斯拉将可能采用宁德时代的无钴电池，预计会是现在大家比较熟知的磷酸铁锂动力电池，这也是目前市面上除三元锂电池之外最常见的电动车动力电池。
 

磷酸铁锂动力电池相比于三元锂电池的唯一缺点就是能量密度不够，同样的体积不能提供更高的续航能力，所以在家用电动车上现在比较少见，多用于电动公交等大型电动车上。
 

可磷酸铁锂动力电池的最大优势在于安全，?相比于三元锂电池它有更高的稳定性，能够大概率避免电池起火自燃等安全问题。同时，由于不需要钴这种贵金属加入，在成本上更低，目前市场价售价0.65元/wh，远低于三元电池的0.85元/w。
 
这就是为什么各大电池供应商和车企虽然在用三元锂电池，但却一直在想办法用磷酸铁锂电池替代它。
 
作为全球装机量最大的电池供应商，宁德时代和比亚迪已经有大致的解决办法。
 

其中宁德时代是通过CTP技术，通过减少生产零部件，将电池能量密度提升到200Wh/kg。比亚迪则是在1月份推出了针对中低端车型的“刀片电池”，该技术能将体积密度提高50%，从而增加车辆续航里程。
 
所谓“刀片电池”，实为比亚迪开发的长度大于0.6m的大电芯，通过阵列的方式排布在一起，就像“刀片”一样插入到电池包里面。一方面可提高动力电池包的空间利用率、增加能量密度；另一方面能够保证电芯具有足够大的散热面积，可将内部的热量传导至外部，从而匹配较高的能量密度。
 

也就是说，更安全、性价比更高的磷酸铁锂电池通过技术手段，已经无限接近并有望超越三元锂电池的续航能力，这将会对未来电动车市场产生巨大影响，至少是在制造成本上得到进一步改善。
 
作为被全球电动车看齐的特斯拉，如果今年正式用上了“无钴电池”，售价进一步降低，对整个电动车行业乃是传统豪华汽车的冲击都将非常巨大。可是也要认识到问题，那就是如果这次换电池的动作导致后期特斯拉续航表现不佳，这将对特斯拉品牌造成巨大冲击，所以“电池去钴化”对特斯拉而言，到底是铤而走险还是胸有成竹？
 
最后，这个字念钴（gǔ）
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5. 特斯拉“无钴”之争

现阶段特斯拉虽然没有明确“无钴”具体的技术方案，不过可以看到目前特斯拉在电池技术选择上应该采用两种路线：一种是引入不使用钴的磷酸铁锂电池，另一种则是采用NCM811高镍电池向NCMA（镍钴锰铝）四元电池进阶的路线，并在生产过程中用其他元素逐渐代替钴。
文丨AutoR智驾 子墨
电动汽车未来的成功可能取决于放弃电池中的一种关键成分：重金属钴。
近日，据路透社报道称，特斯拉正与宁德时代进行“深入谈判”，在某些产品中使用无钴电池。
若这一谈判最终落地，意味着磷酸铁锂电池将进入特斯拉生产线。
据机构市场称，特斯拉正与宁德时代的锂电池供应谈判中，计划在中国制造Model 3车型中使用无钴电池，以更换目前特斯拉所适用的松下811三元锂电池。
不过，特斯拉与宁德时代两家公司都没有对该报告发表公开评论，但马斯克此前发推文称，特斯拉现有电池的钴使用量不到3%，“新一代电池”将不会使用钴。
受此消息影响，比亚迪、丰元股份、德方纳米、湘潭电化等多家相关企业股票涨停。
另一利好信息是，工信部近日印发《关于有序推动工业通信业企业复工复产的指导意见》「以下简称《指导意见》」。
明确提出要优先支持汽车等产业链长、带动能力强的产业，重点支持新能源汽车等战略性新兴产业。并积极稳定汽车等传统大宗消费，鼓励汽车限购地区适当增加汽车号牌配额，带动汽车及相关产品消费。
新能源汽车市场将迎来新一轮的增长。
根据正极材料不同，现在市场上的动力电池主要有镍钴锰、镍钴铝、磷酸铁锂、钛酸锂、锰酸锂和钴酸锂电池。

值得注意的是，正极材料为镍钴锰、镍钴铝的电池又被统称为三元电池，与磷酸铁锂电池成为当前两大主流的动力电池方案。
如果按照是否存在钴元素，磷酸铁锂电池也可以分为两种，一种是完全无钴电池，一种是正极中有钴的存在，其本质是高镍低钴材料。
不过，目前而言，三元电池的市场要比磷酸铁锂电池广的多，至少在三到五年内，国内市场的主流，依旧是三元电池。
2019年，我国动力电池产销量分别累计为85.4GWh和75.6GWh，其中，三元电池产量累计55.1GWh，占总产量64.6%，同比累计增长40.8%，三元电池累计销售53.0GWh，占总销量70.0%。
磷酸铁锂电池产量累计27.7GWh，占总产量32.4%，同比累计下降1.2%，磷酸铁锂电池累计销售20.6GWh，占总销量比27.2%。
无钴电池是一项新的技术，也是整个锂电行业目前都在积极攻克的一项课题，指的是在现有高镍路线下，找到更为廉价且无能源风险的材料替代现有的钴元素，以达到现有三元锂电池同样的性能和稳定性。
有评论提到，特斯拉前期将使用的宁德时代的LFP电池，不过，LFP电池存在一个致命的缺点是较低的能量密度，但报告指出，宁德时代一直在努力改善这一点。
宁德时代的做法是通过Cell to Pack技术提升LFP电池包能量密度，也就是最近常提到的CTP技术的无模组电池包。

这是一个类似于Obrist所采用的真空固定技术的概念，不需要将单元集成到模块中，然后再集成到包中，而可以直接将单元集成到包中。
据宁德时代称，相较于目前市场上的传统电池包，在成本上，CTP 电池包体积利用率提高了 15%-20%，零部件数量减少 40%，生产效率提升了 50%，投入应用后将大幅降低动力电池的制造成本，能量密度也上升到 200Wh/kg 以上，并计划在2024年达到 200Wh/kg。
CTP 其优势主要有三点：第一，CTP 电池包因为没有标准模组限制，可以用在不同车型上。
第二，减少内部结构组建，CTP 电池包能提高体积利用率，系统能量密度也间接提升。
第三，散热效果要高于目前小模组电池包。
据宁德时代目前公开的资料显示，CTP 电池组仍然会采用方壳封装，考虑到目前高镍电池的稳定性，这种封装是比较好的选择。
根据GGII调研数据显示，截止2019年12月，三元电池系统不含税价格为0.95-1.05元/Wh，LFP系统不含税价格为0.85-0.95元/Wh。0.2元/Wh的价格差意味着用在同为60KWh的乘用车上可节省1.2万元。
现阶段特斯拉虽然没有明确“无钴”方案的具体技术路线，不过可以看到目前特斯拉在电池技术选择上应该采用两种路线。
一种是引入不使用钴的磷酸铁锂电池，另一种则是采用NCM811高镍电池向NCMA（镍钴锰铝）四元电池进阶的路线，并在生产过程中用其他元素逐渐代替钴。
不过，按照当前的技术前者比较会有一定的能量密度下降，后者则具有潜在安全风险。

咨询公司凯恩能源研究顾问(通过CNBC)的一份新报告显示，当前特斯拉2019年成本达到每千瓦时158.27美元，比四年前下降了100多美元。
这已经接近100美元/千瓦时的价格，许多行业观察人士认为这是一个“神奇的数字”，可见电动汽车的成本与传统汽车相当。
如果，特斯拉在国内特斯拉依靠宁德时代再次实现降本，国产特斯拉Model 3还存在降价空间。
而这一举措很可能终止特斯拉与松下电池的合作，最新的信息显示，在纽约北部的特斯拉布法罗太阳能工厂千方百计提高产量之后，特斯拉和松下日前放弃了生产太阳能电池的合作关系。
特斯拉内部团队一直在研发锂电池技术，之前申请的专利显示，锂电池使用寿命可以延长到160万公里，从而推迟电池组更换的时间。
据外媒最近的报道，特斯拉计划在佛利蒙特工厂建设一条锂电池试验性生产线，逐步开发锂电池生产技术。
最近，特斯拉公司开始在德国勃兰登堡州建设第二座海外电动车工厂，特斯拉官方资料中写道，这一工厂将会生产Model 3、Model Y以及锂电池。
当然，无钴将是未来趋势。
麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的艾尔莎·奥利维蒂(Elsa Olivetti)和她的同事进行的一项新分析发现，如果我们不能有效地回收钴，可能会出现钴短缺。
据估计，到2030年，全球对钴的需求将增至23.5万至43万吨——根据2016年的数据，这一数字至少是全球目前钴冶炼能力的1.6倍。
钴通常是铜或镍开采的副产品，它受到这些金属的需求和价格波动的影响，价格昂贵。
除了价格之外，开采金属还需要付出人力成本，全球供应的大部分(60%)来自刚果民主共和国。
可以说，随着新能源汽车的增长，特斯拉转向无钴的电池是一次不错的选择，当然，其最主要原因是出于降本考虑。

其实，这些年特斯拉对于钴的使用量，一直都在消减，2009年，特斯拉在Roadster上，用的是钴酸锂。2012年，特斯拉在Model S上，钴的使用量是11千克/辆车。2018年，特斯拉在Model 3上，钴的使用量为4.5千克/辆车。
不过，伦敦基准矿物情报(Benchmark Mineral Intelligence)的西蒙?摩尔斯(Simon Moores)等行业分析师表示，“此举不太可能在中国以外的地区复制，此举更多是出于降低中国生产成本的愿望，而非逐步淘汰钴。”
最后谈一下锂离子电池、镍氢电池和铅酸电池之间的区别。
锂离子电池：被认为是现代电动汽车的标准电池，与其他成熟的电池技术相比，锂离子电池有很多优点。
其独特的物理和电化学性能，具有广泛的民用和国防应用的前景，其突出的特点是：重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长。
在同体积重量情况下，锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6倍，是镍镉电池的4倍，目前只开发利用了其理论电量的20%～30%，
锂离子电池在保持能量方面也很出色，其自放电率(每月5%)比镍氢电池低一个数量级。
不过，锂离子电池也有一些缺点，锂离子电池是一种非常昂贵的电池技术，还有一个主要的安全问题是关于电池的过度充电和过热。锂离子可能会发生热失控，引发车辆起火或爆炸，曾有几起使用锂离子电池的特斯拉Model S因充电不稳定或电池损坏而起火的案例。
铅酸电池：最初用于早期的电动汽车，如通用汽车的EV1，它也是成熟的电动汽车蓄电池，可靠性好、原材料易得、价格便宜，功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。
两大缺点是，第一能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用成本过高。
镍氢蓄电池：镍氢电池被认为是最好的，有高达两倍的比能量(68 Wh/kg)相比，使得使用镍氢电池的电动汽车更轻，从而降低了驱动坡面行驶的能源成本，与铅酸电池相比，镍氢电池也具有更高的能量密度，这将使电池系统被限制在更小的空间内。
国外生产电动汽车镍氢蓄电池的公司主要是Ovonie、丰田和松下的一个合资公司。Ovonie现有80A·h和130A·h两种单元电池，其比能量达75－80W·h/kg，循环使用寿命超过600次。
不过，镍氢电池充电效率低于其他电池，当电池处于高温环境时，自放电(在正常室温条件下每天高达12.5%)也会出现严重问题。这使得镍氢电池在更热的环境中不太理想。此外，关于大规格镍氢电池存在法律争议，影响了镍氢电池在纯电动汽车上的使用。
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6. 一条传闻搅动股市，特斯拉的无钴电池真的那么重要？

对于动力电池来说，其实，有没有钴并不是多么关键的问题
“你们能不能靠点谱，电话会议也开了，深度报告也写了，市场规模也预估了，钴锂的需求增长曲线图形也画好了，个股涨停的架势也拉开了，忽然就不用钴了……”
因为特斯拉被爆出国产车型将使用无钴电池，A股钴业股应声而跌，以致于有人调侃，行业分析师的研报已经赶不上马斯克的变脸了。
1月以来，特斯拉在电池方面频频放出消息，先来看看时间线。
1月15日，据彭博报道，特斯拉正与钴业巨头嘉能可谈判向特斯拉在上海的新电动汽车工厂供应钴的长期合同。
2月11日，据electrek报道，特斯拉正在美国弗里蒙特建造一条电池试点生产线，并自行设计了电池生产设备。该生产线上生产的电池将是特斯拉的第一批自产电池。
2月18日，据路透社报道，特斯拉正在与宁德时代商谈，上海工厂生产的特斯拉将使用无钴电池。
2月18日，据证券时报e公司报道，特斯拉相关人士证实特斯拉将自主研发新电池，预计会在4月份的电池投资人会议上宣布电池成分等具体信息。
2月21日，据彭博报道，特斯拉正与钴业巨头嘉能可谈判向特斯拉在上海的新电动汽车工厂供应钴的长期合同。
一边喊着不用钴，一边又与嘉能可谈判要获得钴的长期合同。一边与宁德时代谈电池供应，一边又透出口风要自己研发新电池。

不得不说，马斯克真是商业谈判的高手。
马斯克早就宣称，要把特斯拉电动车电池中钴的使用量降为零，从而洗掉“带血电池”的名声。不管这是不是商业话术，特斯拉用不用钴都已经成为外界的关注焦点。
那么，特斯拉所谓的无钴电池究竟是什么路数？无钴电池有哪些可能的技术路线？
镍锰材料大有可为
锂离子动力电池正极材料主要有锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）、镍钴锰酸锂（NCM）、镍钴铝酸锂（NCA）四类，其中又以镍钴锰酸锂三元体系以及磷酸铁锂最为常见，市场装机量最多。
钴（Co）是三元锂电池正极材料的一种，如果从含不含钴这个维度看，锰酸锂、磷酸铁锂没有钴，自然可以归为无钴电池之列，这也是为什么很多人认为特斯拉所说的无钴电池就是指磷酸铁锂的原因。
还有一种无钴电池是用镍锰材料做电池正极，相当于镍钴锰三元体系去掉钴元素。
深圳新材料公司总经理章成（化名）告诉汽车商业评论，这种无钴化主要有两个方向，即采用尖晶石镍锰材料或层状结构镍锰材料。
不过，两种方案都有需要解决的问题，“如果采用尖晶石镍锰，就要解决电解液的问题；如果是采用层状结构镍锰材料，主要需要解决循环和DCR(直流内阻)的问题。”
他透露，采用层状镍锰低钴或无钴材料今年就会开始批量试用。而采用尖晶石镍锰材料的无钴电池还需要等待合适的电解液。
伊维经济研究院研究部总经理吴辉也告诉汽车商业评论，“尖晶石镍锰酸锂材料的电压平台为4.7V-5V，应用到动力电池上难以找到与其相匹配的高电压电解液。以前国内有公司做过这种方案，但就是还没有匹配的电解液。”
相对完全不用钴，更易实施的方案是逐步降低电池正极材料中的钴含量，研发低钴电池。

镍钴锰三元锂电池，根据按照镍、钴、锰三者用量比例不同，可以细分为111型、523型、622型和811型等。目前NCM811含钴大概6%。如果进一步向高镍化发展，比如做到Ni93（含镍93%）、Ni95，钴的含量自然就更少了。
吴辉表示，目前，SK计划2021年量产Ni90的三元锂电池，国内可能量产的是Ni83，Ni88估计还在开发。
佛山仙湖实验室电池测试中心主任张锐明告诉汽车商业评论，目前在实验室阶段，钴在三元正极材料中的含量已经可以降低至4%以下，甚至完全不含钴的正极材料也已经实现，如NM90等。
他还表示，“多方研究表明，低钴含量掺杂对高镍正极材料的稳定性无明显提升作用，因此，钴元素在高镍材料中并不是必须的。”
无钴或者少钴，还有一些材料值得关注。比如，富锂锰基材料含钴9%左右，而下一代的锂硫电池、锂空气电池都不含钴，前者以硫元素作为电池正极，后者以空气中的氧气作为正极反应物。
为了降低成本，也为了降低对钴金属的依赖，少钴乃至无钴已经是国内外不少电池企业都在进行的一个电池研发方向。
2019年7月，长城汽车旗下子公司蜂巢能源面向全球首次发布了无钴材料电芯产品，预计2020年第三季度实现无钴电芯的商品化量产。

蜂巢的无钴电芯产品通过掺杂技术改进了无钴材料在充放电的可逆性和结构稳定性，具体来说是使用了钛、镍和其他原材料替代钴。
根据蜂巢的研究，无钴材料性能可以达到NCM811同等水平，材料成本降低5%~15%，相应带来的电芯BOM成本可以降低约5%。
可能不只一条技术路线
2018年5月30日，特斯拉电池供应商松下集团高调宣布将研发无钴汽车电池。特斯拉也参与了这一计划，马斯克就曾在推特上称特斯拉的钴使用量将降至零。
特斯拉在2018年第一季度发布的股东信函中曾这样写道：“我们大幅降低了每个电池组的钴含量，同时提高了镍含量并保持了优异的热稳定性”，“我们的NCA(镍钴铝)阴极的钴含量已经低于其他电池生产商用NCM（镍锰钴）811生产的下一代阴极的钴含量”。
而据德国商报Wirtschaftswoche的一份报告，截至2018年，特斯拉成功地将Model 3电池中的钴含量降至2.8%。

特斯拉首款车型Roadster使用的是松下的18650钴酸锂电池，第二款车型Model S、第三款车型Model 3使用的是松下的镍钴铝酸锂电池。特斯拉的这条去钴化的路线很清晰，即通过松下逐步降低镍钴铝正极材料中铝的含量。
不过，特斯拉的无钴电池路线可能不只这一条。尤其在宣布自研电池之后，特斯拉的无钴电池路线看上去又多了一种可能。
2019年，特斯拉先后收购了两家电池制造商。先是5月，特斯拉以估值2.18亿美元收购超级电容和电池制造公司Maxwell。再是10月，特斯拉将加拿大电池制造商Hibar Systems列为子公司，显然已经完成对其的收购。
成立于1965年的Maxwell主要从事生产和销售超级电容器、高压电容器，并专注于研发干电池电极，其产品广泛应用于客车、轨道交通、新能源、工业机械、电子等各个领域。
Maxwell的干电极技术表现出比湿涂层电极更好的放电能力，而且电池的负极和正极不使用溶剂。这种技术具有极高的负载率,可生成厚电极,并可以在不影响物理性能和电化学性能的情况下生产高能量密度电池。
Maxwell表示，他们能将电芯的能量密度提升至300Wh/kg 以上，未来有可能进一步增加至500Wh/kg。
特斯拉自主研发的新电池预计会在4月份的电池投资人会议上宣布电池成分等具体信息，这个新电池很可能是少钴甚至无钴的。
多氟多新能源总经理赵永锋就认为，特斯拉的无钴电池最有可能是采用干电极技术的电池，或利用干电极超级电容作为锂电池的补充。
特斯拉究竟是采用Maxwell的干电极技术，还是使用已经有不少企业采用的镍锰材料，还是有其他武功秘笈，到时候谜底自会揭晓。
别忽视磷酸铁锂
动力电池去钴的一个根本目的是降低原材料成本。那么，去钴一定能够降本吗？中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬就认为未必，——NCM811的含钴量是比NCM 523少了，却比它还要贵。
所以，除了原料成本，还要看电池的制造成本等其他因素，算账还是要算综合成本。除了去钴，电池企业还有很多其他的方法来降低电池成本。
最近，比亚迪和宁德时代在这方面都取得了新的突破。
比亚迪的刀片电池，可以使普通磷酸铁锂电池包体积比能量密度从251Wh/L提升至332Wh/L，提升比例达30%以上，同时由于单体电池本身可承担机械加强作用，使得电池包的制造工艺简单，制造成本降低。

宁德时代的CTP技术，电池包体积利用率可以提高15%-20%，零部件数量减少40%，生产效率提升50%，电池包能量密度提升10%-15%，可以达到200Wh/kg以上，制造成本也大幅降低。
有分析称，特斯拉与宁德时代谈判即将用到国产特斯拉车型上的电池就是磷酸铁锂。若果真如此，那说明特斯拉很有眼光。特斯拉那么执着于去钴，宁德时代的磷酸铁锂再加上CTP技术，是一个现成的选择。
关键还有，磷酸铁锂电池技术成熟，安全性好，使用寿命长，而且，近些年来性能已经有了很大提高。
2月24日，国轩高科在投资者互动平台上表示，通过在正极材料制备过程中添加特殊添加剂、对PACK工艺技术改进以及电池包设计优化等手段，公司磷酸铁锂电池单体能量密度实验阶段已突破200Wh/kg。
目前国轩高科量产的磷酸铁锂电池，单体能量密度已经突破190Wh/kg，系统能量密度突破140Wh/kg。现在单体能量密度有新的突破，系统能量密度也能随之进一步提高。
国家新能源汽车创新工程项目专家组组长王秉刚向汽车商业评论表示，“实际上到了电池系统这个等级，磷酸铁锂的能量密度跟三元电池的差别就没有那么大。因为三元电池为了提高安全性，要在系统上增加一些设施。”
他认为，很多车并不需要追求很高的能量密度，用磷酸铁锂电池比用三元电池更具有合理性，磷酸铁锂这条路在中国会有非常好的前景。
从2019年工信部发布的几批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》可以看出来，搭载磷酸铁锂电池的纯电动乘用车的车型越来越多。
王子冬表示，今年搭载磷酸铁锂的车有可能会更多。他直言，“这是回归理性的做法”，应该安全性、可靠性、成本三者综合平衡下来，合适的情况下再去考虑能量密度，而不应该是首先关注能量密度。
“我觉得特斯拉也是在考虑成本、安全的问题，但是如果它低钴电池不用磷酸铁锂，高镍的安全性实际是有问题的。”王子冬说。
全世界都盯着特斯拉的无钴电池，一条特斯拉使用无钴电池的传闻能搅起股市风雨，但对于动力电池来说，其实，有没有钴并不是多么关键的问题。
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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。

7. 特斯拉所说的“无钴电池”是什么？它相比三元锂电池有何不同？

近日，关于“特斯拉可能会在国产车型上使用宁德时代无钴电池”的消息在新能源圈掀起了一阵不小的风波，同时资本市场也迅速作出反应，多家钴业企业的股价瞬间跌停。那么特斯拉所说的“无钴电池”是什么？本期的电动湃《有问必答》栏目，湃客和大家聊聊自己的看法。

无钴电池，顾名思义就是不含钴元素的电池。而现如今我们常见的三元锂电池，大都是NCM（镍钴锰）或NCA（镍钴铝），它们或多或少都会存在钴元素。而LFP（磷酸铁锂电池）则不含钴元素，所以外界普遍猜测特斯拉此次和宁德时代商谈的应该是磷酸铁锂电池。如果特斯拉所说的无钴电池真的就是磷酸铁锂电池，是否意味着特斯拉将放弃三元锂电池、转投磷酸铁锂电池的怀抱呢？
其实关于磷酸铁锂电池和三元锂电池的缠斗从来都没有停止过。相比三元锂电池，磷酸铁锂电池具有热稳定性好、安全性能高、循环寿命长等优点，比如曾经有实验结果表明，三元锂电池在3900次循环后剩余容量为66%，而磷酸铁锂电池在5000次循环后剩余容量为84%。但是在电池的能量密度方面，磷酸铁锂电池不如三元锂电池。

2012年之前国内基本都是以磷酸铁锂电池为主要技术路线，可是后来随着特斯拉在2013年实现盈利，让人们看到了三元锂电池的潜力。另外国内近些年的新能源补贴金额基本都和高能量密度挂钩，而之前的LFP磷酸铁锂电池很难满足高能量密度的要求，所以渐渐被许多新能源乘用车所淘汰。
不过有得必有失，三元锂电池在提供高能量密度的同时，其安全隐患也不容忽视。特别是在NCM镍钴锰三元锂电池的元素配比渐渐从5：2：3升级到6：2：2再升级到8：1：1，三元锂电池的稳定性越来越差，自燃事件屡见报端。

不过就在大家都以为“无钴电池”就是磷酸铁锂电池时，特斯拉又放出了一个烟雾弹，称“无钴不一定是磷酸铁锂”。同时特斯拉还透露其自行研发的动力电池是一款超级电容电池，这无疑为“无钴电池”蒙上了一层迷雾。
其实超级电容并不是一个新概念，它已经被广泛运用在自动启停蓄电池上。超级电容的特性正好和三元锂电池相反，那就是长寿命、高稳定性和低能量密度。如果特斯拉所说的“无钴电池”真的就是超级电容的话，那么对于整个动力电池产业的改变将是颠覆性的。不过近几年并没有听到过超级电容在技术方面的颠覆，反倒是磷酸铁锂电池在不断得通过新技术提升电池能量密度。所以湃客认为特斯拉所说的无钴电池是超级电容的可能性不大，磷酸铁锂的概率更高一些，或者是两者的结合。

以上就是本期电动湃《有问必答》栏目的全部内容。你认为特斯拉提到的“无钴电池”是什么呢？欢迎在下方和我们互动留言。
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8. 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。

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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
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