近日,關(guān)于“特斯拉可能會在國產(chǎn)車型上使用寧德時(shí)代無鈷電池”的消息在新能源圈掀起了一陣不小的風(fēng)波,同時(shí)資本市場也迅速作出反應(yīng),多家鈷業(yè)企業(yè)的股價(jià)瞬間跌停。那么特斯拉所說的“無鈷電池”是什么?為何特斯拉會看好無鈷電池?未來動力電池的主流是無鈷電池還是三元鋰電池?本期的電動湃《有問必答》欄目,湃客和大家聊聊自己的看法。
無鈷電池,顧名思義就是不含鈷元素的電池。而現(xiàn)如今我們常見的三元鋰電池,大都是NCM(鎳鈷錳)或NCA(鎳鈷鋁),它們或多或少都會存在鈷元素。而LFP(磷酸鐵鋰電池)則不含鈷元素,所以外界普遍猜測特斯拉此次和寧德時(shí)代商談的應(yīng)該是磷酸鐵鋰電池。如果特斯拉所說的無鈷電池真的就是磷酸鐵鋰電池,是否意味著特斯拉將放棄三元鋰電池、轉(zhuǎn)投磷酸鐵鋰電池的懷抱呢?
其實(shí)關(guān)于磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的纏斗從來都沒有停止過。相比三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池具有熱穩(wěn)定性好、安全性能高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn),比如曾經(jīng)有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,三元鋰電池在3900次循環(huán)后剩余容量為66%,而磷酸鐵鋰電池在5000次循環(huán)后剩余容量為84%。但是在電池的能量密度方面,磷酸鐵鋰電池不如三元鋰電池。
2012年之前國內(nèi)基本都是以磷酸鐵鋰電池為主要技術(shù)路線,可是后來隨著特斯拉在2013年實(shí)現(xiàn)盈利,讓人們看到了三元鋰電池的潛力。另外國內(nèi)近些年的新能源補(bǔ)貼金額基本都和高能量密度掛鉤,而之前的LFP磷酸鐵鋰電池很難滿足高能量密度的要求,所以漸漸被許多新能源乘用車所淘汰。
不過有得必有失,三元鋰電池在提供高能量密度的同時(shí),其安全隱患也不容忽視。特別是在NCM鎳鈷錳三元鋰電池的元素配比漸漸從5:2:3升級到6:2:2再升級到8:1:1,三元鋰電池的穩(wěn)定性越來越差,自燃事件屢見報(bào)端。
不過就在大家都以為“無鈷電池”就是磷酸鐵鋰電池時(shí),特斯拉又放出了一個(gè)煙霧彈,稱“無鈷不一定是磷酸鐵鋰”。同時(shí)特斯拉還透露其自行研發(fā)的動力電池是一款超級電容電池,這無疑為“無鈷電池”蒙上了一層迷霧。
其實(shí)超級電容并不是一個(gè)新概念,它已經(jīng)被廣泛運(yùn)用在自動啟停蓄電池上。超級電容的特性正好和三元鋰電池相反,那就是長壽命、高穩(wěn)定性和低能量密度。如果特斯拉所說的“無鈷電池”真的就是超級電容的話,那么對于整個(gè)動力電池產(chǎn)業(yè)的改變將是顛覆性的。不過近幾年并沒有聽到過超級電容在技術(shù)方面的顛覆,反倒是磷酸鐵鋰電池在不斷地通過新技術(shù)提升電池能量密度。所以湃客認(rèn)為特斯拉所說的無鈷電池是超級電容的可能性不大,磷酸鐵鋰的概率更高一些,或者是兩者的結(jié)合。
從目前的信息來看,特斯拉所說的無鈷電池更有可能是磷酸鐵鋰電池。其實(shí)熟悉新能源汽車的朋友應(yīng)該知道,目前包括特斯拉在內(nèi)的大多數(shù)純電動車企采用的都是三元鋰電池,只有比亞迪等少數(shù)車企采用無鈷的磷酸鐵鋰電池,那么為何特斯拉會看好無鈷電池呢?
首先就要從鈷的價(jià)格說起,根據(jù)2月份的信息顯示,鎳的價(jià)格大約為10.3萬元/噸、鈷的價(jià)格大約為27.6萬元/噸、錳的價(jià)格大約為1.3萬元/噸,可以看出鈷的價(jià)格要遠(yuǎn)高于鎳和錳。另外隨著5G技術(shù)的興起,智能終端對于鈷的需求會更加旺盛,而這些智能終端對于鈷價(jià)的敏感性不高,所以長期來看鈷價(jià)肯定是一路走高的。
無論是特斯拉還是其它的純電動車企都在想方設(shè)法得降低電池組中鈷的含量,比如最新的NCM811三元鋰電池中鎳鈷錳的比例為8:1:1。但是一味的降低鈷的含量會使三元鋰電池變得不穩(wěn)定,所以只能寄希望于電化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的磷酸鐵鋰電池。
另外磷酸鐵鋰電池的技術(shù)已經(jīng)比較成熟、成本相比三元鋰電池也更低。從造價(jià)上來說,磷酸鐵鋰電池可以低至0.5元/Wh,而三元鋰電池則至少需要0.7元/Wh,所以無鈷的磷酸鐵鋰電池也符合特斯拉一貫的成本控制理念。
本來磷酸鐵鋰電池的能量密度過低,一方面無法獲得國內(nèi)的新能源補(bǔ)貼、另一方面也不利于電池組體積和重量的控制。但是隨著近期寧德時(shí)代攻克了CTP技術(shù),以及比亞迪發(fā)布了“刀片電池”,磷酸鐵鋰電池的能量密度有了新的解決方案。比如比亞迪的漢通過“刀片電池”技術(shù),使得它的電池能量密度達(dá)到了140Wh/kg,正好達(dá)到了電池能量密度的第二檔補(bǔ)貼門檻,而且電池的體積和重量也不會比三元鋰電池更大。
所謂“CTP技術(shù)”和“刀片電池”,其原理湃客在之前的文章中就已經(jīng)解釋過,簡單來說就是通過改變動力電池組的包裝或形狀,從而獲得更高的電池能量密度。如果將磷酸鐵鋰電池的穩(wěn)定性和“CTP技術(shù)”、“刀片電池”結(jié)合起來,簡直堪稱完美。
特斯拉可以說是一次又一次地引領(lǐng)了純電動車的發(fā)展方向,從2013年大規(guī)模使用三元鋰電池作為動力來源、到Model3上率先使用21700電池、再到如今國產(chǎn)特斯拉計(jì)劃采用的無鈷電池,不禁讓人們懷疑:未來動力電池的主流會是什么?湃客認(rèn)為,未來的很長一段時(shí)間內(nèi),無鈷的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池應(yīng)該會處在一個(gè)不斷競爭、不斷完善、此消彼長的狀態(tài)。
過去由于磷酸鐵鋰電池的能量密度受限,再加上新能源補(bǔ)貼金額直接與電池能量密度掛鉤,所以乘用車廠商紛紛棄用磷酸鐵鋰電池,只有商用車還在大規(guī)模使用磷酸鐵鋰電池。比如2019年國內(nèi)的三元鋰電池裝機(jī)量為40.5GWh,占鋰離子電池裝機(jī)總量的65.2%,磷酸鐵鋰電池的市場份額逐漸萎縮。
但是過去的數(shù)年,我們已經(jīng)看到多起因三元鋰電池不穩(wěn)定而導(dǎo)致的新能源車自燃事故,安全性越來越受到廠家的關(guān)注?,F(xiàn)如今通過寧德時(shí)代的CTP技術(shù)和比亞迪的“刀片電池”技術(shù),已經(jīng)能夠有效解決磷酸鐵鋰電池的能量密度問題,同時(shí)從2018和2019年的新能源補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)中,我們也可以明顯感受出官方對于高能量密度的謹(jǐn)慎。同時(shí)隨著新能源補(bǔ)貼逐漸退出,廠商在選擇動力電池的類型時(shí)會考慮得更加周全,磷酸鐵鋰電池重新“得寵”也不是不可能。
既然磷酸鐵鋰電池能夠在技術(shù)上取得突破,三元鋰電池也不一定會一直保持“原地踏步”。其實(shí)在能量密度方面,三元鋰電池相比磷酸鐵鋰電池還是擁有更大的潛力,只要能解決好成本和安全性問題,三元鋰電池還是會成為許多廠家的首選。特別是如今主流的400-500km純電續(xù)航還是無法滿足多數(shù)消費(fèi)者的使用需求,純電續(xù)航600km以上的車型在短期內(nèi)還是離不開高能量密度的三元鋰電池。
當(dāng)然湃客也希望磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池這兩個(gè)“冤家”能夠不斷較勁兒,共同突破、共同發(fā)展。只有這樣,消費(fèi)者才能買到產(chǎn)品力更加出色的動力電池。不過說不定哪天,特斯拉的“超級電容”或是某家的固態(tài)電池能夠異軍突起,到時(shí)磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池可能都將退出歷史舞臺。
以上就是本期電動湃《有問必答》欄目的全部內(nèi)容。從目前來看,特斯拉的無鈷化主要還是出于降低成本的考慮,再加上磷酸鐵鋰電池近期確實(shí)在提升能量密度方面取得了不小的突破,也讓特斯拉的無鈷化成為了可能。不過話說回來,如果國產(chǎn)特斯拉采用了無鈷的磷酸鐵鋰電池之后,NEDC續(xù)航里程和百公里加速都縮水了,你還會買嗎?歡迎在下方和我們互動留言。
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