作者: 下午9:03 特斯拉, 资讯

别想了,国产标准续航升级版 Model 3 上不可能用 4 月电池日发布的无钴电池


昨天晚上同事突然发给我一张图片。
 
 
图中特斯拉上海超级工厂的抖音官方账号在一条评论中暗示:无钴,不代表一定是磷酸铁锂。
 
看到这句话当时吓得我一哆嗦,难道是我们情报有误?
 
 
冷静下来仔细分析之后,我得出了一个明确的结论,特斯拉将在 4 月的电池日上发布无钴三元锂电池,但是不可能用在国产 Model 3 上,更不可能用在标准续航升级版,也就是最低配的 Model 3 上。

而后我又打开特斯拉上海超级工厂的官方抖音账号,发现该回复已被删除。
 
这似乎暗示「无钴,不代表一定是磷酸铁锂」这句话是不准确的。
 
那准确的意思是什么呢?磷酸铁锂实锤无疑?
  
原因我们从头说起。
 
宁德时代有能力大规模量产无钴电池吗?
 
目前可以明确的信息有两点,第一特斯拉已经和宁德时代达成合作,宁德时代将在 2020 年 7 月开始为特斯拉提供锂离子电池;第二宁德时代供给特斯拉的是无钴电池,至于是哪种「无钴」电池众说纷纭,官方账号的一个暗示,更是让事情变得扑朔迷离。
 
想要弄清楚这个问题,我们需要知道宁德时代有能力大规模量产无钴电池吗?
 
目前主流的锂离子动力电池分为「磷酸铁锂」和「三元锂」两种。
 
磷酸铁锂电池的正极材料为铁锂,没有「钴」元素,虽然没人管这种电池叫「无钴」电池,但是理论上,你想叫它「无钴」电池也没有任何问题。
 
目前乘用车上使用的动力电池主要以三元锂电池为主,三元锂顾名思义,正极由「镍」、「钴」、「锰」三种元素组成,当「钴」所占的比例降到 0% 了之后,这就是所谓的无钴三元锂电池。
 
磷酸铁锂电池早在 5 年前就已经广泛使用在纯电动汽车上了,但是因为政策对乘用车能量密度的要求越来越高,磷酸铁锂电池的参数特性和政策要求并不匹配,因而逐渐退出乘用车市场,但是在大巴、卡车等体积大、对能量密度要求不高的商用车上,依然被广泛使用。
 
2019 年宁德时代的的出货量为 32.87 GWh,其中磷酸铁锂 11.3 GWh,占比 34%。
 
那「无钴」的三元锂呢?
 
三元锂电池近几年一直在往「无钴」的趋势发展, 一方面「钴」的成本较高,降低「钴」的用量,可以有效降电池的物料成本,另一方面,「钴」的用量减少之后,「镍」的比例随之提高,正极材料中「镍」的比重越高,电池的能量密度也就越高,相同重量下储存的能量就越多。
 
虽然理想很美好,但目前国内外还没有电池厂做到大规模量产「无钴」三元锂电池,技术上仍然有很高的门槛。
 
电池正极中「镍」的比例不断提高,会导致电池的活性随之提升,电池活性越高,稳定系必然下降,而且降低了「钴」的比例之后,电池的快充性能也会被削弱。
  
所以想要降低三元锂电池中「钴」的比例,必须克服安全性差和快充速度慢两个问题。
 
目前宁德时代量产的三元锂电池中「钴」比例最低的当属 811 配方的三元锂电池,如果要谈可量产的技术的话,10% 比例的「钴」含量对于宁德时代来说已经是一个比较极限的水平。
 
2019 年 5 月宁德时代 811 三元锂电池开始装车交付,但是由于 811 配方的三元锂电池生产难度较高,所以良品率并不理想。
 
较高的生产难度和不够理想的良品率也导致,「钴」含量更少的 811 三元锂相比「钴」含量更高的 523 三元锂在价格上没有优势。
 
所以目前从技术角度来看,宁德时代并不具备大规模量产高镍无钴电池的能力。
 
那特斯拉有能力做无钴电池吗?
 
极有可能。
 
熟悉特斯拉的朋友都知道,目前广为流传的说法是特斯拉 Model 3 上使用的 NCA 三元锂 2170 电芯 NCA 的比例为 9:0.5:0.5,其中「钴」的比例已经做到了 5%,低于目前主流的 10%。
 
不过 Elon Musk 2018 年 6 月在推特中明确表示,目前 2170 电芯中「钴」的比例已经低于 3%,下一代产品为「无钴」电池。
 
 
在 2018 年 Q1 财报的电话会议中,Elon 和 CTO JB.Straubel 也提到,特斯拉一直致力于减少电池中「钴」的使用量,这可以有效降低电池的成本,虽然我们现在不能做到完全无钴,但是我们正在往这个趋势努力。
 
再想想 2019 年收购 Maxwell,特斯拉 Fremont 新建电池产线以及即将在 4 月电池日上曝光的新技术,这一切都指向了「无钴」三元锂电池。
 
那么如果特斯拉有制造「无钴」三元锂电池的技术,有可能先供给宁德时代,再用在国产 Model 3 上吗?
 
不可能。

宁德时代供货的电池早已进入产品验证阶段,并将在 7 月装车,而这批车也仅限于国产 Model 3 标准续航升级版。特斯拉没有理由在入门级低配车型上率先使用新技术,并且是特供中国版。
 
我要旗帜鲜明地反对某一些分析,把厂商的前瞻技术研发和入门级低配车型的配件采购混为一谈,并认为这是特斯拉在技术路线上的倒退,这是一种非常错误的说法。
 
但我不否认的是,磷酸铁锂确实重新回到了大众视野,并将占据一席之地。
 
很多人在谈论特斯拉的时候,会把 NCA 圆柱电池视为特斯拉在技术上的偏执,是的,我曾经也这么认为。
 
但是特斯拉为什么要做这样的选择?
 
在关注选择策略这样的问题的时候,我们不应该执着于技术细节,而是先清楚,特斯拉到底想要达成什么样的目标?

回头看看特斯拉的战略目标
 
让我们回到特斯拉的战略目标来看。
 
特斯拉的愿景是推动世界向可持续能源发展,2006 年 8 月 Elon 制定的产品规划是:
  
  • 造一辆跑车(Roadster)
  • 然后用赚来的钱开发一辆更多人可以负担得起的车(Model S&X)
  • 然后用赚来的钱来发一辆让更多人买得起、更实惠的车(Model 3&Y)
  • 提供零排放的供电选择(Solar Roof)。
     
    特斯拉的目标就是「推动世界向可持续能源发展」,并一直将燃油车视为竞争对手,这个目标 14 年来未曾改变。

       
    特斯拉上海工厂的意义就是通过本土化、规模化进一步降低车辆的价格,从而提高销量。
     
      
    新的技术在推向市场的头两年,很难有很高的性价比,所以对于国产 Model 3 来说,使用宁德时代的磷酸铁锂电池是更划算的选择。
     
    在「特斯拉无钴电池疑案」一文中我们也已经分析过了国产标准续航升级版 Model 3 使用磷酸铁锂电池的可行性。

    通过 Cell to Pack 技术可以有效提高电池包的能量密度,一定程度上解决了磷酸铁锂电池能量密度低的问题,可以满足标准续航升级版车型对电池容量的需求。

    但也会因为采用了 CTP 技术,导致结构过于紧凑,给电池包热管理系统的设计带来挑战,而且从部分厂家对磷酸铁锂电池的实测来看,在低温环境中,磷酸铁锂电池的充放电性能会弱于三元锂电池。

    这些缺点也是特斯拉采用采用磷酸铁锂电池需要克服的,至于采用磷酸铁锂电池的 Model 3 和采用三元锂电池的 Model 3 性能上是否有差距,这个好奇心让我们留到 7 月量产之后再来看。
      
    至于我,现在更期待的是今年 4 月特斯拉电池日上的「真·无钴电池」。

    撰文:六三
    编辑:大吉

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    标签:, Last modified: 2020年2月25日