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NCA正極材料中的鈷含量已經低于其他電池

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年04月15日  

電池作為新能源汽車的心臟一直是電動車行業關注焦點,而特斯拉作為行業扛把子,有任何風吹草動都會引來注目。


前兩天2018年特斯拉第一季度懟人,哦不,電話會議上,馬斯克罕見的分享了特斯拉目前在電池方面取得的進展(Ps:馬老板在小秀肌肉?):


特斯拉的NCA正極材料中的鈷含量已經低于其他電池生產商生產的下一代NCM811。加上電池包在內,Model3的總重量與汽油車相當。


好處是什么?特斯拉給出的解釋是減少對鈷的依賴。


根據Benchmark計算,從Roadster到Model3,特斯拉對鈷的需求降低了59%。之前每輛ModelS需要的鈷為11kg,在同樣規格尺寸之下進行比對,發現Model3所需鈷的量為4.5kg。


除了改進電池正極材料,特斯拉也在推進硅負極材料的研究。


石墨負極理論能量密度只有372mAh/g,市面上石墨材料能量密度可以達到360-365mAh/g,相對應的鋰電池能量密度提升空間有限,而硅負極的理論能量密度高達4200mAh/g,通過在負極中加入硅元素可以提高電池能量密度,特斯拉在研究的就是這項技術。


但是由于硅負極材料存在膨脹問題以及瞬時電流偏大帶來的安全問題,所以在研發和商業應用上有一定技術壁壘。特斯拉是第一家宣布成功應用該項技術的公司。不好意思,特斯拉又領先了。


NCA還是


NCM?


先科普一下動力電池相關知識:首先命名上,NCA和NCM都是電池正極組成材料的元素名稱,NCA是鎳鈷鋁,NCM是鎳鈷錳。因為在電池四大材料(正極材料、負極材料、電解液和隔膜)中,正極材料占比超過成本的40%,因此動力電池常以正極材料來命名。


接下來是數字含義,數字代表三種元素在正極材料中所占比例,比如NCM111代表的就是鎳鈷錳三種元素所占比例為1:1:1。


科普完畢。


目前動力電池選擇上主要是三元鋰電池(NCA/NCM)和磷酸鐵鋰電池。以乘用車為例,動力電池的選擇主要是三元鋰電池。


大部分車企選用的NCM電池,只有少數車廠選用的是NCA電池,比如特斯拉。最初比亞迪選擇的是磷酸鐵鋰電池,受電池能量密度的技術瓶頸以及政策影響,比亞迪也投入NCM電池的懷抱。


根據Benchmark的預測,到2026年NCM電池將占到動力電池70%的市場份額,只有很少數的幾個企業會選用NCA,當然特斯拉還是主力隊員。


從材料比例來看,NCA的常見比例為8:1.5:0.5,而NCM常見比例為1:1:1或5:2:3。目前國內NCM電池主要還是以NCM523為主,但是隨著續航里程以及鈷價格的上升,三元鋰電池整體在朝著高鎳低鈷的方面去發展,各家都以NCM811(將鈷的比例降到10%)作為技術路線。


遺憾的是,當各家企業還在拼了命做NMC811的時候,馬斯克說特斯拉的電池已經將鈷的比例降到10%以下了,不知道這些企業看了以后心里怎么想。


如上文所述,特斯拉對鈷的需求量減少了59%。在2012年,特斯拉在每輛車消耗11kg的鈷,到2018年,每輛車上消耗4.5kg的鈷。


但是隨著特斯拉Model3產能的提升,對于鈷的需求還是會激增。不止如此,隨著電動汽車市場的不斷擴大,對于電池原材料的需求也會進一步擴大。按照Benchmark預測,在電動汽車浪潮之下,到2026年動力電池行業對鈷的用量將激增三倍。


顯然,保持電池原材料的供應就顯得很重要了。馬老板就很有先見之明,很早就涉足鋰電池原材料供應市場:2017年4月,特斯拉高管就鋰電池問題與阿根廷薩爾塔省官員進行討論;2017年年底,馬斯克親赴智利考察鋰電池原材料情況,2018年1月,特斯拉與智利鋰礦巨頭SQM展開談判,以保證鋰原料的供應。


成果


展示


說了這么多,是時候展現真正的技術了。


大家都知道EPA工況下的續航數據最接近真實駕駛續航。特斯拉自己測試的Model3長續航版的續航數據為310英里,美國環保局給出的工況續航為334英里,按理說續航高了是好事,特斯拉卻要求下調續航數據,理由是與特斯拉期望里程不符。


事實真的是這樣么?特斯拉,不好意思,得罪了。目前ModelS100D是特斯拉車型中續航里程最高的:335英里(EPA)。然而Model3的長續航版續航為334英里。沒錯,334英里。在價格差異懸殊之下,Model3最大續航和ModelS相仿,這種情況勢必會影響到ModelS的銷量。


還有就是,這不明擺著欺負人么,老用戶……


估計特斯拉是為了讓ModelS車主心里稍微平衡以及銷售上的考量,主動要求降低顯示的續航里程數據,也難為特斯拉了。


在2018第一季度電話會議上,馬斯克說特斯拉Semi最大續航「closeto600miles」(接近600英里)。


早在2017年特斯拉發布Semi宣稱最大續航能達到500英里之后,戴姆勒卡車負責人MartinDaum就提出質疑,認為特斯拉Semi續航違反物理學規律:


IfTeslareallydeliversonthispromise,we’llobviouslybuytwotrucks—onetotakeapartandonetotestbecauseifthathappens,somethinghaspassedusby.Butfornow,thesamelawsofphysicsapplyinGermanyandinCalifornia.


如果特斯拉沒有說謊,我們馬上買兩輛回來,一輛用于運輸,另一輛進行研究,我們必須親自驗證。而且,這個不符合物理學規律。


在財報會議上有人提及如何看待MartinDaum的質疑時,馬老板笑著說MartinDaum不懂何為物理學規律。


質疑者不在少數,一些分析師以及專家認為特斯拉現有電池技術并不能做到續航達到500英里。馬斯克和史特勞貝爾說實現這個續航里程并不需要電池技術突破,通過提升電池能量密度就可以達到目的。


顯然馬斯克現在做的就是這件事。


但是產能提升和原材料供應不匹配可能是個問題。按照特斯拉的設想,到2018年6月特斯拉汽車產能將增加150%,而且從目前來看,Model3產能還有很大提升潛力,畢竟馬老板說過要把產能提高到周產1萬輛。Benchmark也給出了自己的預測:「從2018年9月起特斯拉產能將大幅提升,但是在電池正極材料的技術突破將慢慢到達臨界點」。看來,為了滿足后續電池正常供應以及量產需要,特斯拉還有很多事情要去做。


當然,現在的首要任務還是把產能提起來吧!!!


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