2月中下旬，一則新聞讓新能源車行業(yè)炸開了鍋——特斯拉正與寧德時代共同研發(fā)『無鈷電池』,，或將用于國產Model 3車型,。它直接造成幾家有涉鈷業(yè)務的上市公司直接跌停,，但是對于消費者而言，可能不太理解這個消息背后的深刻意義,。

那么,，『無鈷電池』到底是什么呢？它真的很重要嗎,？

什么是無鈷電池,？

這里簡單科普一下，純電車使用的動力電池,，根據(jù)正極材料的不同分為幾大類,，目前市場最主流的兩條技術線路就是『三元鋰電池』和『磷酸鐵鋰電池』。這兩種電池的隔膜,、電解液以及負極材料基本都相同,，唯一不同的是正極材料。

從廣義上來看,，電池的正極材料中含有鈷元素的電池,，都可稱作『有鈷電池』，正極材料中不含鈷元素的電池,，都可稱作『無鈷電池』,。

從狹義認知來看，『三元鋰』指的是包含鎳（Ni）,、鈷（Co）,、錳（Mn）或鋁（Al）三種金屬元素的聚合物，其中“NCM”,、“NCA”中的C就代表鈷元素,，所以它們都屬于『有鈷電池』；而磷酸鐵鋰電池的正極是橄欖石結構的LiFePO4材料,，所以我們通常會認為『無鈷電池』就是磷酸鐵鋰,。

為什么要用無鈷電池？

再進一步說,，為什么特斯拉突然要改用『無鈷電池』呢,？

其實，這些年來特斯拉一直都在致力于降低鈷的使用量,。2009年，在Roadster上,，特斯拉用的是鈷酸鋰電池,。2012年,，在Model S上,，鈷的使用量是11千克/輛車,。2018年，在Model 3上,，鈷的使用量為4.5千克/輛車,。到如今。2020年,，特斯拉打算使無鈷電池。而鈷的使用量逐步遞減,，最終目的還是因為『成本』,。

我們都知道，電動車的核心部件是三電系統(tǒng),。三電系統(tǒng)中,，以電池的成本最高，可占到整車成本的35%-40%,；在三元鋰電池中,，又以鈷材料的成本最高，可占整個電池包成本的30%-40%,。而在磷酸鐵鋰電池中，正極材料只占電池成本約13%-15%,。

在前一段世界召開的電動車百人會上,，中國科學院院士歐陽明高提到，現(xiàn)階段新能源車的動力電池的成本在0.6~1.0元/Wh之間,，其中下限是相對更便宜的磷酸鐵鋰電池，上限是成本更高的三元鋰電池,。換裝無鈷電池,，特斯拉又可以繼續(xù)降本放量。

使用『無鈷電池』,，除了價格的下降,，還包括價格與供應的穩(wěn)定。因為鈷通常是銅或鎳開采的副產品,，它容易受到這些金屬的需求和價格波動的影響。

除此之外,，很容易被人忽略的一點是：特斯拉與寧德時代采用新的電池技術,，其實也是在擺脫核心供應商的桎梏,。在此之前,，我們都知道特斯拉與松下建立起了非常緊密的合作關系,，但是在Model 3產能爬坡時,，松下的電池供應速度被馬斯克多次吐槽,，傳出不少“緋聞”。換句話說,，當最關鍵的核心供應商只有一家的時候,，對特斯拉的生產制造而言，是冒著極大的風險的,。

增加供應商,、開拓新的技術線路，將雞蛋放在不同的籃子里,，這在商業(yè)競爭中才是一個更加聰明的方案,。就在筆者的落筆之時，又有新的消息傳出特斯拉準備自產電池,，這也佐證了這一點推測。

有趣的是,，當外界紛紛猜測,，特斯拉將與寧德時代共同研發(fā)新一代磷酸鐵鋰電池時，『特斯拉上海超級工廠』在抖音回復網(wǎng)友稱：“請留意四月特斯拉的電池發(fā)布會,，無鈷,，不代表一定是磷酸鐵鋰”，隨后該條評論被官方刪除,。這讓我們對兩者合作的產生了更多的好奇,。

但無論是使用不含鈷的磷酸鐵鋰電池的路線，還是采用NCM811高鎳電池向NCMA（鎳鈷錳鋁）四元電池進階,、并在過程中逐漸以經過處理的其他包覆元素來代替鈷的路線,。這都是一件好事，因為：

于特斯拉而言,，與國內動力電池巨頭寧德時代合作,，既可進一步降低成本，還可以提升效率，同時增加了電池供應渠道,，還可以保證上海工廠不受電池瓶頸限制，可謂一石多鳥,。

于新能源汽車市場而言,，特斯拉與寧德時代的合作，或將進一步降低國產特斯拉的制造成本,，進而將國產特斯拉售價空間繼續(xù)下探,，進一步激活國內25萬級別的電動車市場。

比亞迪和特斯拉想到一塊了

無獨有偶,，在特斯拉公布前1個月,，比亞迪也同時宣布推出新的“無鈷電池”——超級磷酸鐵鋰電池，官方又稱之為『刀片電池』,。

什么是刀片電池

所謂刀片電池,，是指“長電芯方案”（主要指方形鋁殼），一種通過增大電芯的長度（扁長化設計）,，以陣列的方式排布在一起,，像“刀片”一樣插入到電池包里面，從而改進電池包集成效率的技術,。它不是指某一個特定尺寸的電芯,，而是可以基于不同需求制作成不同尺寸的電芯，大致原理如下：

通過刀片電池的方式,，比亞迪的磷酸鐵鋰電池的能量密度可達到180Wh/kg,，相比此前提升大約9%，而體積能量密度可以提升50%,，同時,，通過更改內部機構等技術，單位成本可以降低30%,。據(jù)比亞迪官方介紹,，新的刀片電池壽命可達百萬公里以上。

比亞迪官宣「漢」將是全球首款搭載「刀片電池」的車型,，有望于今年6月上市,。

鐵電池的優(yōu)勢？

刀片電池特殊的地方不僅是全新的電池排布結構,，還有一個重點是,，它是一款磷酸鐵鋰電池。這在三元鋰電池方案蔚然成風的行情下,，也是一個逆勢而行的決斷,。

比亞迪選擇它，也是看中了它的幾個優(yōu)點,。

首先,，磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固,，難以分解，即便遇到高溫或過充,，也不會像鈷電池一樣,、結構崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質，因此磷酸鐵鋰電池天生就具有更好的熱穩(wěn)定性,，即使碰撞破裂也不容易發(fā)生自燃,。

熱穩(wěn)定性更差的三元鋰頻發(fā)自燃

其次，磷酸鐵鋰還擁有更好的耐用性,，完全充放電循環(huán)次數(shù)大于3500次后電量才會衰減到原有的80%,。再來，因為它沒有貴重金屬（鎳鈷金屬元素）,，所以在生產成本上較低,，且生產環(huán)節(jié)更加環(huán)保。

以上優(yōu)點都是三元鋰電池不具備的,。

鐵電池有這些優(yōu)點,，為什么之前沒有大規(guī)模應用呢？

我們看看銷量,。2019年,，我國動力電池產銷量分別累計為85.4GWh和75.6GWh，其中,，三元電池產量累計55.1GWh,，占總產量64.6%，累計銷售53.0GWh,，占總銷量70.0%,。磷酸鐵鋰電池產量累計27.7GWh，占總產量32.4%,，累計銷售20.6GWh,，占總銷量比27.2%。

從這個比例來看,，三元鋰電池的市場表現(xiàn)顯然比磷酸鐵鋰更加強勢,，造成這個現(xiàn)象的原因，主要還是鐵電池仍有不少缺點沒被解決,。

一是低溫性能差,。磷酸鐵鋰電池溫度使用下限值-20℃，且低溫環(huán)境下放電性能差,，在0℃ 時的容量保持率約60～70%,，-10℃時為40～55%，-20℃時為20～40%。與此相對,，三元鋰電池低溫溫度使用下限值-30℃,，低溫放電性能好，和磷酸鐵鋰電池相同低溫條件下,，冬季時里程衰減不到15%,。所以，相較于三元鋰電池組,，磷酸鐵鋰更加依賴于電動車的用車環(huán)境和電池溫控系統(tǒng)。

二是能量密度低,。受制于化學特性,，磷酸鐵鋰電池的電壓平臺低，普通磷酸鐵鋰電池的能量密度大概在140Wh/kg左右,。哪怕是比亞迪的超級磷酸鐵鋰電池,，能量密度也就只能達到180Wh/kg，距離三元鋰電池動輒200Wh/kg以上能量密度,，還是有差距,。

還有一個大家比較容易忽略的點——補貼因素。之前的三元鋰電池因為能量密度更大,，能夠拿到的補貼更多,，大家自然走更加輕松的路，但是2019年的補貼全面下跌之后,，兩者的差距越來越小,，這也是磷酸鐵鋰電池又重回人們的視野的重要原因之一。 

如何克服能量密度問題,？

低溫性能和政策原因,，大家比較容易理解，我們這里重點說說鐵電池的能量密度問題,。這一點正是寧德時代和比亞迪攻堅的重點：比亞迪交出的是『刀片電池』結構,，而寧德時代交出的就是『CTP技術』。

比亞迪刀片電池的特點

從比亞迪披露的專利來看,，刀片電池是把電芯長度拉長,，厚度做薄，做成430mm甚至2500mm的超長電芯,，其電芯是兩端出極耳,。和傳統(tǒng)方形電池相比，呈現(xiàn)“扁平”和“長條”形狀,，并且直接省去了電池模組這個環(huán)節(jié),。

在電池包總體積一致的情況下，現(xiàn)有的電池PACK結構，多出了各模組的側板,、端板,、緊固件、橫梁,、縱梁等組件,；而采用了新結構的比亞迪電池包，除去電池管理系統(tǒng),、配電箱等組件,，包內空間利用率大概在62%左右。受到不同的電芯布局方式影響,，包內空間利用率分別為55%到65%,，如有需求甚至可以達到80%。

由于零部件的減少,，帶來重量的減少,，因此單位質量能量密度也能夠提高，整車續(xù)航里程也能提高,。采用新結構的電池PACK,，帶電量約增加20%-30%，續(xù)航里程也能提升20%-30%,。

寧德時代CTP的特點

相比比亞迪的刀片電池,，寧德時代在技術上并沒有那么激進，它還是保留了模組概念,，只不過模組的數(shù)量減少了,，或者說每一個模組都變大了。

根據(jù)寧德時代的專利,，一個大模組里面被若干個塑料材質的散熱板分割成一個個小的空間,，方殼電芯就像電腦硬盤一樣，可以插進這些小空間,。

每個電芯的側面還貼有導熱硅膠墊片,，且電芯寬度方向的散熱板留有散熱通道，可以直接于外部的冷卻管路連接,。

根據(jù)寧德時代的數(shù)據(jù)顯示,，這樣做能夠減少約40%的零部件，這些零部件來自模組之間的連接線束,、側板,、底板等。此外,，在電池體積不變的情況下,，采用CTP技術的電池Pack包內體積利用率也提升了15%-20%,。

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寧德時代的CTP技術，比亞迪的刀片電池技術,，都大幅提升了磷酸鐵鋰電池的能量密度,，當這一塊短板被補齊，后補貼時代,，我們或許很快就能看到鐵電池的回歸,。

其實，無論特斯拉和寧德時代最終決定使用什么技術線路,，它和比亞迪的選擇,，都會對現(xiàn)有的三元鋰電池市場造成極大的沖擊。屆時,，車型的成本減低,，消費者也能用更少的錢買到同樣出色的產品了。

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