特斯拉“无钴”之争

1. 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。
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。

2. 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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3. 无钴电池破灭？特斯拉每年采购6000吨钴的背后

近日，据外媒CNBC援引业内人士消息，特斯拉计划向全球最大的金属矿商Glencore采购钴原料。按照双方的长期合作协议，Glencore将向特斯拉每年供应6000吨的钴。更有消息称，这些钴将计划用于上海工厂与柏林工厂。
今年2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。一石激起千层浪，当时钴相关产业的股价大片跌停。

如今，特斯拉大规模采购钴矿，传言似乎不攻自破，至少特斯拉短时间还将依赖“含钴”的电池。
钴是什么？
目前的纯电车主要线路是三元锂电池，主要分为NCM（镍钴锰）和NCA（镍钴铝）两种方案，以特斯拉Model 3为例，目前它采用的是和松下合作研发的21700电池，它本质上也是一种NCA电池，这里的C就代表钴元素。

为什么非要钴不可呢？从目前的材料技术来看，钴是三元锂电池正极中不可或缺的材料，主要起到稳定结构的作用，可以防止电池过热和延长使用寿命，重点是，目前还没有找到钴的完美替代品。
钴金属有两个特点，一是不可再生、二是非常稀缺。根据《矿产利用与保护》期刊的研究，钴在地壳中的含量很低，地壳中钴的平均丰度仅为0.0025%，且地壳中的钴90%呈分散状态。比起大洋锰结核和大洋富钴结壳等大洋底部的矿藏，陆地上的钴含量就更不足了。

钴金属
2019 年，全球已探明的钴矿储量大约700万吨，按照2019年全球14万吨的开采量计算，钴仅剩50年的余量，这与镍、锰、铝等矿产数十亿乃至百亿吨级别的储量相比，少得有点可怜。
除了稀缺性，钴矿的分布也非常集中。刚果、澳大利亚和古巴是全球钴的主要产地，三个国家的钴储量加起来约占全球储量的70%左右。而咱们中国已探明的钴储量为8万吨，仅占全球总储量的1.14%。
为什么都在追求无钴？
一是成本问题，二是资源限制，三是人道主义。
根据有色金属产业咨询机构安泰科的统计，2018年全球钴消费量约为12.6万吨，其中电池行业的用钴量占比60.86%，达到7.8万吨。
2014年的钴价是20万元/吨，到2018年一度冲高到66万元/吨，据上海有色网数据显示，截止今年5月，钴价依旧高达25.3万元/吨。相比之下，正极材料中的镍、铝、锰的价格分别约为10万元/吨、1.3万元/吨、1万元/吨。肉眼可见的成本差距。

考虑到这个问题，特斯拉一直在走降钴路线，其产品中钴的含量确实从2018年的10%不断下降，目前已经到不足3%。但钴在特斯拉的电池中依旧不可或缺。根据电池供应链研究机构Benchmark的计算，现在每辆Model S上需要的钴为11公斤，每辆Model 3所需钴的约4.5公斤。

那么，上面提到的特斯拉将要每年采购6000吨钴，大概是什么概念呢？
去年全球钴的产量为14万吨，特斯拉的采购量大概占全球的4.2%。作为全球最大的钴供应商，Glencore去年的钴产量约4.63万吨，特斯拉每年向其采购6000吨，相当于拿走了其七分之一的年产量。
如果以每辆Model 3所需4.5公斤钴计算，每年这6000吨的钴，将能够满足特斯拉133万辆车的钴量需求。想象一下，如果这133万辆车的实现无钴化，将省下多少成本？

再说资源限制。21世纪能源转型，石油逐渐被电气取代，而随着智能手机、电脑、数码终端等电池设备愈发普及，再加上汽车逐渐电气化，锂电池产业越发重要，各国也开始意识到钴矿的价值。我们前面也说到了，刚果、澳大利亚和古巴是全球钴的主要产地，三个国家的钴储量加起来约占全球储量的70%左右。资源集中的弊端就是容易引发资源争夺。
上世纪7、80年代，美国为了控制波斯湾的石油选择了与伊拉克结盟，而伊朗为了将石油的开采权收归国有，与西方国家、伊拉克展开了历时八年的战争。如果未来纯电动车全球普及后依然离不开钴，那“钴战争”可能一触即发。

最后是人道主义。和很多非洲国家一样，虽然刚果有着丰富的铜、钴、锡、镍矿产资源，但几十年来刚果一直饱受着“资源诅咒”，除了开采业外，刚果其他产业的发展都停滞不前（采矿业占刚果收入80%左右），加上战火洗礼、政权腐败的原因，社会发展近乎停滞。

手工采矿的儿童
由于设备落后，为了养家糊口，很多刚果人家倾巢出动参与手工采矿。根据刚果政府估算，目前国内出口的钴中有20%都由手工采矿者开采。其中约有4万名儿童从事采矿工作（2014年数据），有些儿童每天在矿场工作高达12小时，每天只能赚1000~2000刚果法郎（折合4.1～8.2元人民币）。出于人道主义考虑，全球电池产业也在减少对钴的需求。
无钴电池是什么？
基于上述几个原因，全球电池供应商和车企在电池产品研发中，都在尽力降钴甚至是去钴化。目前动力电池两大主流技术路线中，能量密度具备优势的三元锂电池，从NCM111、NCM523、NCM622发展到NCM811，钴的比例在逐步降低；而另一路线磷酸铁锂电池本身不含钴，但能量密度天然存在短板，因此车企试图通过结构创新来进行弥补，例如比亚迪今年推出的刀片结构磷酸铁锂电池。

除上述两种路线之外，今年5月，国内蜂巢能源科技还发布了两款无钴电池，这两款电池将采用镍锰酸锂结构。这一技术其实在20年前就已经有了理论基础，但受限于电解液和循环性能的问题，一直未能产业化。而蜂巢能源通过阳离子掺杂技术、单晶技术、纳米网络化包覆三项关键技术，实现这种电池的规模化应用。

今年蜂巢能源发布的两款产品中，第一款电芯容量为115Ah，能量密度为245wh/kg，在整车端能够实现15年120万公里的质保，计划在2021年6月份推向市场；另一款电芯容量为225Ah，以B级轿车为模型，仿真测得NEDC工况续航里程最高可达880公里。如果它们真的能够实现大规模产业化，或许真的能取代含钴的三元锂电池。
特斯拉到底无钴不无钴？
——2019年2月，特斯拉宣布将以2.18亿美元溢价55%收购Maxwell，后者拥有的干电池电极技术和超级电容器技术，能够提升电池能量密度和简化电池制造工艺。
——2019年10月，据外媒Electrek报道，特斯拉秘密收购了加拿大的电池制造和工程公司Hibar Systems。后者是一家专业生产电池单体设备的公司，在美国、中国均设有工厂。
——2020年5月，特斯拉与韩国韩华集团签订了电池制造机器的订单。再加上近期的采购钴的消息，特斯拉的一系列动作都在指向自主生产电池。
5月22日，特斯拉CEO马斯克在推特上宣布，暂定今年9月15日举行“特斯拉电池日”活动，活动将包括参观电池生产系统。据悉，本次电池日，特斯拉或将带来一款寿命高达百万英里的全新电池。有内部人士透露，这款电池将是特斯拉与宁德时代携手研发。

5月初，宁德时代表示，已经准备好制造一款寿命高达124万英里（约200万公里）的电池，或采用无钴结构，这将是目前三元锂电池寿命的3~5倍。目前还不确定这款电池是否就是将在特斯拉电池日公布的合作项目。
 “马斯克告诉我，特斯拉希望自己做电池”，宁德时代董事长曾毓群在2019年度业绩网上说明会上表示，“据我了解，他们的技术路线对我们不会有冲击，双方在共同探讨如何把电池做得更好”。

从市场角度来说，特斯拉一只手要去钴，另一只手又要买钴，这正是马斯克的高明之处，一来一回将谈判的主动权掌握在自己手中。特斯拉要自己产电池估计是没跑了，但是不是“无钴”的呢？我们只能希望特斯拉9月的电池日不要再跳票了。
（图/文/摄：皆电 唐科）
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4. 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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5. 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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6. 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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7. 国产特斯拉将“去钴”？

本报记者 王鹏杰
据路透社2月18日报道，有知情人士透露，特斯拉正在与宁德时代商谈关于在中国工厂生产的车型上使用无钴电池的计划，这项谈判已经进入了关键阶段，一旦落实，将标志着这家美国汽车制造商首次将磷酸铁锂（LFP）电池纳入其生产线。
相较于价格高昂的含钴三元锂电池，磷酸铁锂电池的生产成本要低不少，尤其是在中国电动汽车整体销售低迷的情况下，特斯拉此举旨在试图降低生产成本以扩大优势地位，“当特斯拉使用磷酸铁锂电池之后，其成本将会下降十数个百分点。”该知情人士表示。
不过，目前还不清楚特斯拉将会在多大程度上使用磷酸铁锂电池用以取代三元锂电池。就记者截稿，宁德时代与特斯拉双方均未就此事置评。
特斯拉是目前较为积极推进电池去钴化和供应链自有化的新能源汽车企业，2019年5月，特斯拉就收购了电池公司Maxwell，获得了Maxwell 79%的控股权。Maxwell是最著名的超级电容制造商，其干电极技术，可将电池使用寿命提升至两倍，并且较湿涂层电极成本下降10%—20%。此外，由于目前特斯拉产品最主要的电池供应商松下的产能始终受限制，导致特斯拉的规模非常依赖松下的产品，因此，与宁德时代等电池供应商的合作被外界视为势在必行。

此消息对于特斯拉而言，又被解读成为一个大利好，随着消息的流出，特斯拉股价又双叒开启大幅上升模式，截止美国时间2月18日收盘，特斯拉股价上涨7.3%，报收858.4美元。摩根士丹利分析师Adam Jonas将特斯拉最乐观目标价从650美元上调至1200美元，曾经的摩根士丹利是华尔街最为唱空特斯拉的投行，如今“空翻多”的理由基于一个“激进的假设”，即到2030年特斯拉将交付400万辆汽车，占全球电动汽车市场的份额为30%。Adam Jonas还同时上调了基本目标价和最悲观目标价，将基本目标价从360美元上调至500美元，最悲观目标价从115美元上调至220美元。

然而担忧可能只是短期炒作的原因，中信证券指出，出于提升能量密度和降低材料成本考虑，正极材料高镍低钴的发展趋势确定性较高。但钴元素在三元材料体系中具有稳定层状结构和提升循环性能的作用，阶段性仍不可替代，目前国内三元正极材料企业尚未实现无钴正极材料的规模化生产和销售。
因此，想要彻底解决电池去钴化问题仍然是一条相对漫长的路途，也需要更多乘用车企业的参与。至于特斯拉将会如何与宁德时代深度合作，路透社报道，特斯拉或将于4月举办一次活动，分享其未来的电池战略和技术，也许到那时双方将会把谜底揭开。
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