02.25 無鈷電池,是特斯拉崛起的必經之路

無鈷電池,是特斯拉崛起的必經之路

「特斯拉和寧德時代在商討在中國工廠使用寧德時代無鈷電池的事宜。」這是一條來自幾天前的報道。

此消息一出,引起了不小的轟動,首先聞風而動的還是資本市場,鈷業「三巨頭」——洛陽鉬業(603993.SH)、華友鈷業(603799.SH)、寒銳鈷業(300618.SZ)開盤即下跌。

在一開始看到這個消息之後,我是持懷疑態度的,甚至於覺得,這就是一場資本市場的炒作,但越是細想,越是覺得有趣。

震驚嗎?震驚。意外嗎?不意外。

事實上,關於無鈷電池這件事早就被馬斯克提過了, 只是後續海量信息的衝擊讓大家逐漸淡忘了它。

早在 2018 年 6 月,Elon Musk 就在 Twitter 上表示:「目前我們電池中鈷的用量少於 3%,下一代產品就是『無鈷電池』。」

无钴电池,是特斯拉崛起的必经之路

似乎,一切解釋都可以 make sence 了。

不過,事情還不算完,在大家熱議特斯拉會採用寧德時代的磷酸鐵鋰電池時,特斯拉官方在抖音直接回復一句:「只能說,請大家留意四月的特斯拉電池發佈會,無鈷,不代表一定是磷酸鐵鋰電池。」

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這就讓整件事更加撲朔迷離。

順便說一句,可能很多人都沒有想到,抖音竟然成了特斯拉電池疑案進一步發酵的源頭。

無鈷電池,就是磷酸鐵鋰?

首先,我們來解釋一個概念:無鈷電池到底是什麼?

目前主流的動力電池方案主要有 3 種,NCA(鎳鈷鋁)鋰電池、NCM(鎳鈷錳)鋰電池和磷酸鐵鋰電池。關於無鈷電池的解釋其實有 2 種,一種是完全無鈷的,磷酸鐵鋰電池;另外一種就是電池正極中依然有鈷的存在,只是將其降到低於一定含量,然後名曰:無鈷,其本質還是一種高鎳低鈷材料。馬斯克定義中的「無鈷」應該是後者。

那麼,問題來了,特斯拉購買的寧德時代的無鈷電池到底是哪種?這個問題其實很好回答,應該是 CTP 磷酸鐵鋰電池。

這和特斯拉官方的回應有差異,對吧?我們來分析一下。

目前來看,寧德時代的三元鋰電池技術相較於特斯拉合作伙伴鬆下來說,棋差一籌,一個例子是彼時特斯拉 Model 3 中使用的 2170 電芯將正極材料中所需鈷的含量降低到 10%以下,寧德時代最多隻能降到 10%左右,而且尚未實現大規模量產。

另外根據著名分析機構瑞銀在 2018 年 11 月的拆解報告,特斯拉/松下電池成本只有 111 美元/kWh,LG 化學 148 美元/kWh,相較之下寧德時代電池成本超過 150 美元/kWh。當然,這一年多的時間裡,寧德時代電池技術肯定也有一定進步,但是與老牌電池巨頭松下相比差距依然會存在,所以三元鋰無鈷方案排除,剩下的就是磷酸鐵鋰電池了。

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其實最開始我也會納悶,特斯拉為什麼會如此有勇氣嘗試採用「磷酸鐵鋰」電池,但是想到特斯拉自研電池已經從之前一直固守的 NCA 路線轉為 NCM 路線之後,這一點似乎也能說得通。

至於特斯拉為什麼會採用磷酸鐵鋰電池,其實原因已經被大家提了很多次了——降成本。這一點還是要從特斯拉國內建廠說起。特斯拉在中國建廠,一方面是國內政策導向、市場環境均利好特斯拉,而且這是一個確定的增量市場,未來有望取代美國成為其第一大市場;另一方面就是為了實實在在的降低成本,提升毛利以及產品競爭力,再進一步說就是,更好的賣車,國產 Model 3 銷售利潤已經是寫在其 2020 年財報中的確定性增量

那麼,如何降低成本?答案是提升零件國產化率。目前國產 Model 3 的本土化率是 30%,也就是說,從目前來看,國產供應鏈的觸手尚未涉及核心的三電系統(電池、電機和電控),要想進一步降低成本,下一步要突破的點就是三電,牽手寧德時代正是此意。

相比於三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池價格成本控制能力很強,中科院院士歐陽明高說,2019 年中國動力電池成本已經做到 0.6 元-1 元/Wh,其中,磷酸鐵鋰電池可以到 0.6 元/Wh,也就是說,磷酸鐵鋰電池的成本可以做到 100 美元/kWh 以下,而這個目標值,在很多人看來正是電動車能否和燃油車抗衡的分水嶺。

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此外,寧德時代的 CTP 技術(直接從電芯到電池 Pack)由於省掉了電池模組組裝環節,電池包體積利用率提高了 15%-20%,電池包零部件數量減少 40%,生產效率提升了 50%, 電池包能量密度提升了 10%-15%,同時可以大幅降低動力電池製造成本。

這裡有一個案例。2019 年 10 月寧德時代和大眾商用車部門簽署戰略合作合同,大眾的 VWCO 全新電動貨車系列 e-Delivery 搭載的就是 CTP 磷酸鐵鋰電池,系統能量密度來到 160Wh/kg,這個表現已經相當不錯。

全國乘聯會秘書長崔東樹認為,今年下半年,國產 Model 3 車型的售價就有望降至 25 萬元,而在汽車行業中有這樣一條定律:汽車每降 5 千美元(約 3.5 萬人民幣),潛在買家數量就會翻番,試想一下,如果特斯拉降到 25 萬之下,銷量將會有怎樣的增長?

相對不低的電池能量密度、較低的成本、巨大的銷量空間,這都是特斯拉想要的。

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還有一個有意思的點和大家分享一下:此前寧德時代宣佈將從 7 月 1 日開始為特斯拉供應電池,特斯拉表示要在今年年中把 Model 3 國產化率要做到 70%。時間就是這麼巧的重合了。

前段時間,在回應此事時,寧德時代表示已與特斯拉簽訂電池供貨定價協議。所以,

為特斯拉供應磷酸鐵鋰電池這件事基本已經定下來了。而且,動力電池上車並不是一個一蹴而就的事情,還是要經過漫長的驗證過程,這說明是雙方的合作很早就開始了。

但是,這並不意味著特斯拉的全部產品就要轉向磷酸鐵鋰路線,也不要因此就「意淫」所謂磷酸鐵鋰電池的春天要來了。在這背後,特斯拉有自己更深遠的技術佈局。

無鈷電池,不一定是磷酸鐵鋰

這是特斯拉對於「特斯拉採用寧德時代的無鈷電池」的官方回應。

官方的這句話很有玄機,因為磷酸鐵鋰電池一定是無鈷電池,但無鈷電池不一定就是磷酸鐵鋰電池。這已經暗示了特斯拉自己在電池領域的佈局了。

那麼,為了自研電池,特斯拉做了哪些努力?

2019 年 2 月,特斯拉宣佈收購 Maxwell,這家公司的乾電極技術可以把電芯能量密度提升至 300Wh/kg 以上,未來有可能進一步增加至 500Wh/kg。同時 Maxwell 稱,在經過 1500 次循環充放電之後,其電池依然擁有 90%的容量。

2019 年 2 月,電池專家 Jeff Dahn(達恩)領導的特斯拉電池研究小組申請了一項新電池化學的專利,其可以為電池提供更快的充電速度、更長的壽命和更低的成本。這種技術不止能用於儲能,也能用在電動車上(電池專利針對的是 NCM 電池)

2019 年 4 月,馬斯克宣佈今年壽命百萬英里的自研電池要上線。

2019 年 6 月,特斯拉自研電池的秘密實驗室被曝光。

2019 年 9 月,達恩實驗室發佈了論文,描述瞭如何製造馬斯克夢想中的電池。

2019 年 10 月,特斯拉收購了加拿大海霸精密設備公司(HIBAR SYSTEM LIMITED),補齊電池生產製造能力。

2019 年 12 月,特斯拉通過「加拿大特斯拉汽車公司」正式取得該專利。

2020 年 2 月,特斯拉在美國弗裡蒙特建造一條電池生產線試點,開始試生產電池。

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早在 2019 年 6 月的股東大會上,特斯拉技術副總裁 Drew Baglino 有言,(特斯拉)希望能成為「master of their own destiny(自身命運掌局者)」。同時表示「從合作伙伴那裡學到了很多東西」,而且現在已經有「解決方案」了這種暗示已經很明顯了,特斯拉就是要自己生產電芯,做自己的主人。

特斯拉自研電池的節奏真的很快,每一步都環環相扣。這個自研電池應該就是馬斯克此前說的無鈷電池(鈷含量低於 3%),但是具體來說,特斯拉電池有怎樣的突破,還是有待電池技術日上揭曉。

无钴电池,是特斯拉崛起的必经之路

不可否認,特斯拉決定採用寧德時代的無鈷電池會對行業產生一定影響,磷酸鐵鋰產業鏈也將受益,但終歸有限。就像特斯拉此前一直採用 NCA 電池,也因此獲益良多,但是各家車企並沒有盲目跟風,而是做出了自己對於趨勢的判斷,選擇了適合自己的動力電池路線。所以,也不要誇大這件事情的影響力。

而且,事情並沒有就這麼結束。

用戶的憂慮

特斯拉國產 Model 3 採用的電池主要分為三類,已經在供的 LG 化學和松下以及即將開始供應的寧德時代。電池更是涉及到從磷酸鐵鋰到三元鋰電池不同電池類型。

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目前國產 Model 3 在供的電池分別是 LG 化學和松下,但是用戶們已經開始有所顧慮。網上已經有不同電池供應商的分辨方法,而這也引發了很多討論。用戶已經開始糾結自己的車子搭載誰家的電池,因為電池對於續航略有影響。按照@小特叔叔披露的信息,搭載松下電池的國產 Model 3 滿電續航表顯里程 375-385 公里,而 LG 版本的則為 360 公里左右。除了這些,用戶對於 LG 化學電池品質、安全性、電池衰減等方面同樣有所顧慮,甚至有用戶表示如果拿到的是 LG 化學版本的國產 Model 3 就要退車。

假如寧德時代電池上車,是否會有同樣的質疑?雖然磷酸鐵鋰電池有很好的安全性,同時循環壽命也比較高,但是鐵鋰電池低溫性能相比於三元鋰電池要差,甚至一定程度上影響續航里程。如何解決用戶的這些疑慮,是特斯拉需要考慮的問題。

崛起的必由之路

不管是採用寧德時代的無鈷電池,還是特斯拉自研的無鈷電池,這都是特斯拉在崛起的必由之路。前者將助推 Model 3 成本進一步降低,售價進一步下探,是特斯拉 2020 年業績增厚的重要來源

;後者則是特斯拉垂直整合中不可缺少的一環,將進一步加深特斯拉原有護城河。簡言之就是前者佈局當下,後者謀劃將來。

至於剩下的那些未知,我們今年 4 月的特斯拉電池技術日上見!

作者問答

問:對於這件事,你們怎麼看?

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