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无钴电池,是特斯拉崛起的必经之路

发布时间:2020-02-26 09:13:30  来源:GeekCar 企鹅号   采编:郭椿砾  背景:

  「特斯拉和宁德时代在商讨在中国工厂使用宁德时代无钴电池的事宜。」这是一条来自几天前的报道。

  此消息一出,引起了不小的轰动,首先闻风而动的还是资本市场,钴业「三巨头」——洛阳钼业(603993.SH)、华友钴业(603799.SH)、寒锐钴业(300618.SZ)开盘即下跌。

  在一开始看到这个消息之后,我是持怀疑态度的,甚至于觉得,这就是一场资本市场的炒作,但越是细想,越是觉得有趣。

  震惊吗?震惊。意外吗?不意外。

  事实上,关于无钴电池这件事早就被马斯克提过了, 只是后续海量信息的冲击让大家逐渐淡忘了它。

  早在 2018 年 6 月,Elon Musk 就在 Twitter 上表示:「目前我们电池中钴的用量少于 3%,下一代产品就是『无钴电池』。」

  似乎,一切解释都可以 make sence 了。

  不过,事情还不算完,在大家热议特斯拉会采用宁德时代的磷酸铁锂电池时,特斯拉官方在抖音直接回复一句:「只能说,请大家留意四月的特斯拉电池发布会,无钴,不代表一定是磷酸铁锂电池。」

  这就让整件事更加扑朔迷离。

  顺便说一句,可能很多人都没有想到,抖音竟然成了特斯拉电池疑案进一步发酵的源头。

  无钴电池,就是磷酸铁锂?

  首先,我们来解释一个概念:无钴电池到底是什么?

  目前主流的动力电池方案主要有 3 种,NCA(镍钴铝)锂电池、NCM(镍钴锰)锂电池和磷酸铁锂电池。关于无钴电池的解释其实有 2 种,一种是完全无钴的,磷酸铁锂电池;另外一种就是电池正极中依然有钴的存在,只是将其降到低于一定含量,然后名曰:无钴,其本质还是一种高镍低钴材料。马斯克定义中的「无钴」应该是后者。

  那么,问题来了,特斯拉购买的宁德时代的无钴电池到底是哪种?这个问题其实很好回答,应该是 CTP 磷酸铁锂电池。

  这和特斯拉官方的回应有差异,对吧?我们来分析一下。

  目前来看,宁德时代的三元锂电池技术相较于特斯拉合作伙伴松下来说,棋差一筹,一个例子是彼时特斯拉 Model 3 中使用的 2170 电芯将正极材料中所需钴的含量降低到 10%以下,宁德时代最多只能降到 10%左右,而且尚未实现大规模量产。

  另外根据著名分析机构瑞银在 2018 年 11 月的拆解报告,特斯拉/松下电池成本只有 111 美元/kWh,LG 化学 148 美元/kWh,相较之下宁德时代电池成本超过 150 美元/kWh。当然,这一年多的时间里,宁德时代电池技术肯定也有一定进步,但是与老牌电池巨头松下相比差距依然会存在,所以三元锂无钴方案排除,剩下的就是磷酸铁锂电池了。

  其实最开始我也会纳闷,特斯拉为什么会如此有勇气尝试采用「磷酸铁锂」电池,但是想到特斯拉自研电池已经从之前一直固守的 NCA 路线转为 NCM 路线之后,这一点似乎也能说得通。

  至于特斯拉为什么会采用磷酸铁锂电池,其实原因已经被大家提了很多次了——降成本。这一点还是要从特斯拉国内建厂说起。特斯拉在中国建厂,一方面是国内政策导向、市场环境均利好特斯拉,而且这是一个确定的增量市场,未来有望取代美国成为其第一大市场;另一方面就是为了实实在在的降低成本,提升毛利以及产品竞争力,再进一步说就是,更好的卖车,国产 Model 3 销售利润已经是写在其 2020 年财报中的确定性增量

  那么,如何降低成本?答案是提升零件国产化率。目前国产 Model 3 的本土化率是 30%,也就是说,从目前来看,国产供应链的触手尚未涉及核心的三电系统(电池、电机和电控),要想进一步降低成本,下一步要突破的点就是三电,牵手宁德时代正是此意。

  相比于三元锂电池,磷酸铁锂电池价格成本控制能力很强,中科院院士欧阳明高说,2019 年中国动力电池成本已经做到 0.6 元-1 元/Wh,其中,磷酸铁锂电池可以到 0.6 元/Wh,也就是说,磷酸铁锂电池的成本可以做到 100 美元/kWh 以下,而这个目标值,在很多人看来正是电动车能否和燃油车抗衡的分水岭。

  此外,宁德时代的 CTP 技术(直接从电芯到电池 Pack)由于省掉了电池模组组装环节,电池包体积利用率提高了 15%-20%,电池包零部件数量减少 40%,生产效率提升了 50%, 电池包能量密度提升了 10%-15%,同时可以大幅降低动力电池制造成本。

  这里有一个案例。2019 年 10 月宁德时代和大众商用车部门签署战略合作合同,大众的 VWCO 全新电动货车系列 e-Delivery 搭载的就是 CTP 磷酸铁锂电池,系统能量密度来到 160Wh/kg,这个表现已经相当不错。

  全国乘联会秘书长崔东树认为,今年下半年,国产 Model 3 车型的售价就有望降至 25 万元,而在汽车行业中有这样一条定律:汽车每降 5 千美元(约 3.5 万人民币),潜在买家数量就会翻番,试想一下,如果特斯拉降到 25 万之下,销量将会有怎样的增长?

  相对不低的电池能量密度、较低的成本、巨大的销量空间,这都是特斯拉想要的。

  还有一个有意思的点和大家分享一下:此前宁德时代宣布将从 7 月 1 日开始为特斯拉供应电池,特斯拉表示要在今年年中把 Model 3 国产化率要做到 70%。时间就是这么巧的重合了。

  前段时间,在回应此事时,宁德时代表示已与特斯拉签订电池供货定价协议。所以,为特斯拉供应磷酸铁锂电池这件事基本已经定下来了。而且,动力电池上车并不是一个一蹴而就的事情,还是要经过漫长的验证过程,这说明是双方的合作很早就开始了。

  但是,这并不意味着特斯拉的全部产品就要转向磷酸铁锂路线,也不要因此就「意淫」所谓磷酸铁锂电池的春天要来了。在这背后,特斯拉有自己更深远的技术布局。

  无钴电池,不一定是磷酸铁锂

  这是特斯拉对于「特斯拉采用宁德时代的无钴电池」的官方回应。

  官方的这句话很有玄机,因为磷酸铁锂电池一定是无钴电池,但无钴电池不一定就是磷酸铁锂电池。这已经暗示了特斯拉自己在电池领域的布局了。

  那么,为了自研电池,特斯拉做了哪些努力?

  2019 年 2 月,特斯拉宣布收购 Maxwell,这家公司的干电极技术可以把电芯能量密度提升至 300Wh/kg 以上,未来有可能进一步增加至 500Wh/kg。同时 Maxwell 称,在经过 1500 次循环充放电之后,其电池依然拥有 90%的容量。

  2019 年 2 月,电池专家 Jeff Dahn(达恩)领导的特斯拉电池研究小组申请了一项新电池化学的专利,其可以为电池提供更快的充电速度、更长的寿命和更低的成本。这种技术不止能用于储能,也能用在电动车上(电池专利针对的是 NCM 电池)

  2019 年 4 月,马斯克宣布今年寿命百万英里的自研电池要上线。

  2019 年 6 月,特斯拉自研电池的秘密实验室被曝光。

  2019 年 9 月,达恩实验室发布了论文,描述了如何制造马斯克梦想中的电池。

  2019 年 10 月,特斯拉收购了加拿大海霸精密设备公司(HIBAR SYSTEM LIMITED),补齐电池生产制造能力。

  2019 年 12 月,特斯拉通过「加拿大特斯拉汽车公司」正式取得该专利。

  2020 年 2 月,特斯拉在美国弗里蒙特建造一条电池生产线试点,开始试生产电池。

  早在 2019 年 6 月的股东大会上,特斯拉技术副总裁 Drew Baglino 有言,(特斯拉)希望能成为「master of their own destiny(自身命运掌局者)」。同时表示「从合作伙伴那里学到了很多东西」,而且现在已经有「解决方案」了这种暗示已经很明显了,特斯拉就是要自己生产电芯,做自己的主人。

  特斯拉自研电池的节奏真的很快,每一步都环环相扣。这个自研电池应该就是马斯克此前说的无钴电池(钴含量低于 3%),但是具体来说,特斯拉电池有怎样的突破,还是有待电池技术日上揭晓。

  不可否认,特斯拉决定采用宁德时代的无钴电池会对行业产生一定影响,磷酸铁锂产业链也将受益,但终归有限。就像特斯拉此前一直采用 NCA 电池,也因此获益良多,但是各家车企并没有盲目跟风,而是做出了自己对于趋势的判断,选择了适合自己的动力电池路线。所以,也不要夸大这件事情的影响力。

  而且,事情并没有就这么结束。

  用户的忧虑

  特斯拉国产 Model 3 采用的电池主要分为三类,已经在供的 LG 化学和松下以及即将开始供应的宁德时代。电池更是涉及到从磷酸铁锂到三元锂电池不同电池类型。

  目前国产 Model 3 在供的电池分别是 LG 化学和松下,但是用户们已经开始有所顾虑。网上已经有不同电池供应商的分辨方法,而这也引发了很多讨论。用户已经开始纠结自己的车子搭载谁家的电池,因为电池对于续航略有影响。按照@小特叔叔披露的信息,搭载松下电池的国产 Model 3 满电续航表显里程 375-385 公里,而 LG 版本的则为 360 公里左右。除了这些,用户对于 LG 化学电池品质、安全性、电池衰减等方面同样有所顾虑,甚至有用户表示如果拿到的是 LG 化学版本的国产 Model 3 就要退车。

  假如宁德时代电池上车,是否会有同样的质疑?虽然磷酸铁锂电池有很好的安全性,同时循环寿命也比较高,但是铁锂电池低温性能相比于三元锂电池要差,甚至一定程度上影响续航里程。如何解决用户的这些疑虑,是特斯拉需要考虑的问题。

  崛起的必由之路

  不管是采用宁德时代的无钴电池,还是特斯拉自研的无钴电池,这都是特斯拉在崛起的必由之路。前者将助推 Model 3 成本进一步降低,售价进一步下探,是特斯拉 2020 年业绩增厚的重要来源;后者则是特斯拉垂直整合中不可缺少的一环,将进一步加深特斯拉原有护城河。简言之就是前者布局当下,后者谋划将来。

  至于剩下的那些未知,我们今年 4 月的特斯拉电池技术日上见!


本文来源:GeekCar 企鹅号

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