馬斯克求變，特斯拉喜提四元鋰電池？
時(shí)間:2020-12-22 21:20來源:鋅刻度 作者:陳鄧新
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特斯拉距離四元鋰電池，又近了一步。
2020年12月21日，據(jù)外媒報(bào)道，日前從LG化學(xué)獨(dú)立劃分出來的LG新能源，已研發(fā)出采用鎳、鈷、錳、鋁四種金屬作為正極材料的NCMA四元鋰電池，其中鎳的含量提升至90%。
LG新能源公開表示，這款電池將于2021 年下半年交貨，但不能透露其客戶的名字，而外媒普遍推測可能是為特斯拉準(zhǔn)備的，以替代備受質(zhì)疑的三元鋰電池。
這也意味著，其在四元鋰電池大規(guī)模商業(yè)化上拔得頭籌。
四元鋰電池相比主流的三元鋰電池有何優(yōu)劣勢？為何LG新能源推崇四元鋰電池，而不是業(yè)界更為看好的固態(tài)電池？
四元鋰電池，抓住特斯拉的痛點(diǎn)
對三元鋰電池，馬斯克早有看法。
由于存在受高溫或撞擊可能引發(fā)自燃，電量密度提升難、成本高企等痛點(diǎn)，主流三元鋰電池頻遭質(zhì)疑，特斯拉渴望求變。
馬斯克在特斯拉2020年第二季度財(cái)報(bào)電話會(huì)議上公開表示：“對特斯拉增長的真正限制在于不斷降低電池生產(chǎn)的成本。”
是的，四元鋰電池相比三元鋰電池，一個(gè)優(yōu)勢是成本更為低廉。
公開資料顯示，LG的四元鋰鋰電池是在三元鋰電池基礎(chǔ)之上，用鋁元素（AI）部份取代鈷元素，從而降低鈷在鋰電池中的使用量。
鈷是一種稀有又有毒的元素，決定電池的充放電速度與效率，也起到延長電池的壽命作用，其重要性不言而喻。
摻雜Al可改善NCM材料的熱穩(wěn)定性
然而，由于近三分之二的鈷來自非洲的剛果民主共和國且一般作為鎳或銅的副產(chǎn)品，導(dǎo)致其開采成本高企，譬如現(xiàn)階段鈷的價(jià)格超過26萬/噸，而鋁的價(jià)格不過1.6萬/噸，兩者價(jià)格差異，一目了然。
“在保證了性能和續(xù)航能力的同時(shí)，又將電池中的鈷含量降低了70%，這是向低成本電池進(jìn)一步邁進(jìn)。”通用汽車電池工程和電氣化戰(zhàn)略總監(jiān)Tim Grewe也對四元鋰電池表示了認(rèn)可。
另外一個(gè)優(yōu)勢是安全性更高。
當(dāng)下，高鎳路線已成行業(yè)的共識，馬斯克更是許諾：“如果您以環(huán)保的方式高效地開采鎳，特斯拉將在很長一段時(shí)間內(nèi)為您提供一份巨額合同。”
然而，鎳含量越高，在高倍率充放電時(shí)枝晶產(chǎn)生的概率就越大，那么穩(wěn)定性、安全性就越差，這個(gè)問題一直困擾著高鎳三元鋰。
一名業(yè)內(nèi)人士告訴鋅刻度：“鎳決定電池的能量密度，為續(xù)航里程的提升關(guān)鍵所在，一味追求高能量密度，安全性又難以保證，而四元鋰電池與增加硅碳層的石墨負(fù)極搭配，一定程度上或可解決這個(gè)棘手的難題。”
賽道不乏針鋒相對的玩家
這么來看，LG新能源推崇四元鋰電池不無道理：渴望占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn)，從而在與寧德時(shí)代競爭中獲得更有利的地位。
據(jù)SNE Research 數(shù)據(jù)顯示，2020 年1~8月全球動(dòng)力電池市場韓系三劍客LG化學(xué)、三星SDI與SK創(chuàng)新異軍突起，紛紛殺入行業(yè)TOP5，其中LG化學(xué)更是反超昔日霸主寧德時(shí)代成功登頂，到了9月寧德時(shí)代又反超LG化學(xué)，兩者的市場份額只有0.2%的差距，咬得很緊。
此背景下，LG新能源自然盤算著怎么甩開競爭對手。
不過，有市場人士向鋅刻度指出，LG新能源仍面臨兩大挑戰(zhàn)，一方面四元鋰電池量產(chǎn)工藝比三元鋰鋰電池復(fù)雜，耗時(shí)多久才可以達(dá)到降本提效的實(shí)際效果，仍有待觀察；另外一方面，四元鋰電池賽道不乏其他玩家，在技術(shù)路線上與LG新能源針鋒相對。
譬如國內(nèi)的蜂巢能源就是其中一員，其2018年才進(jìn)入賽道，彼時(shí)市場早已被大大小小的玩家瓜分殆盡。
“提起特斯拉，想到它是智能電動(dòng)化的代表者；提起理想，想到它是里程無憂增程技術(shù)路線的代表者；提起小鵬，想到的則是智能駕駛；提起蔚來，想到的是用戶體驗(yàn)和服務(wù)；提起 LG新能源，想到它是軟包電池全球領(lǐng)導(dǎo)者；提起比亞迪，想到是磷酸鐵鋰全球領(lǐng)導(dǎo)者；提起蜂巢來，是什么？”
這是蜂巢能源總裁楊紅新的疑問，也是市場的疑問。
姍姍來遲的蜂巢能源最終選擇走攀科技的路線，其中一條就是研發(fā)四元鋰電池，一度與LG新能源的高鎳四元鋰電池打法相似，之后改為中鎳路線的四元鋰電池。
中鎳四元鋰電池的優(yōu)勢是既能降低電池的成本，又能提升安全性，且研發(fā)難度相對更低，劣勢是能量密度相比不足，從而令續(xù)航里程打一定程度的折扣，恐難入特斯拉等高要求車企的法眼。
此外，一名私募人士告訴鋅刻度：“資本市場對四元鋰電池其實(shí)早有定性，技術(shù)上并未有重大革新，只不過是三元鋰電池的一種過渡方案。”
固態(tài)電池才是終極“王者”？
那么，在松下、三星、SDI等廠商探索的固態(tài)電池、寧德時(shí)代探索的無稀有金屬電池，以及比亞迪探索的磷酸鐵鋰刀片電池之中，誰才能擔(dān)當(dāng)下一代動(dòng)力電池的重任？
“我們還在布局更下一代的電池，叫‘無稀有金屬電池’，不僅是無鈷，連鎳也可以替代掉，這樣整車的續(xù)航可以進(jìn)一步提高，整車成本可以大幅下降。”雖然寧德時(shí)代高級主管孟祥峰曾如此高調(diào)為無稀有金屬電池發(fā)言，不過要是放眼行業(yè)內(nèi)外，乃至資本市場，還屬固態(tài)電池的呼聲最高。
一方面，能量密度提升空間更大。
光大證券認(rèn)為：“固態(tài)電池可簡化封裝、冷卻系統(tǒng)，電芯內(nèi)部為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，在有限空間內(nèi)進(jìn)一步縮減電池重量，體積能量密度較液態(tài)鋰離子電池（石墨負(fù)極）可提升70%以上。”
而三星研發(fā)的一款全固態(tài)電池，已實(shí)現(xiàn)900Wh/L高能量密度，電池一次充滿后可行駛800公里，續(xù)航里程勝過四元鋰電池。
固態(tài)電池
另外一方面，抗寒性能更好。
2020年的這個(gè)冬天，電動(dòng)車在北方冬季續(xù)航的糟糕表現(xiàn)令大批車主陷入焦慮之中，有多名車主在社交媒體上吐槽特斯拉開暖氣、方向盤加熱之后，續(xù)航里程僅為標(biāo)配的三分之一至二分之一。
有特斯拉車主向鋅刻度吐槽：“什么NEDC、WLTP、EPA續(xù)航標(biāo)準(zhǔn)都不靠譜，要整就整東北冬季續(xù)航標(biāo)準(zhǔn)吶！”
這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)動(dòng)力電池使用的電解液發(fā)生部分凍結(jié)的情況，從而影響了電力傳導(dǎo)，而固態(tài)電池使用了陶瓷分離器等固態(tài)電解質(zhì)取代了液體電解質(zhì)，很大程度上可以避免這個(gè)煩惱。
因此，資本市場頗為看好固態(tài)電池的前景。據(jù)中銀證券測算，固態(tài)電池市場潛力巨大，2030年全球市場空間有望達(dá)到1500億元以上，
不過，固態(tài)電池缺點(diǎn)也很明顯，那就是成本頗高，成為大規(guī)模商業(yè)化的“攔路虎”，對此在該賽道一馬當(dāng)先的豐田深有體會(huì)，其電池業(yè)務(wù)總經(jīng)理海田啟司于2020年7月表示：“豐田希望能在2025年前量產(chǎn)固態(tài)電池。”
這意味著，相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)市場存在空擋，研發(fā)門檻更低、大規(guī)模商用更快的四元鋰電池或大有可為：LG新能源借此率先突破與量產(chǎn)，自然可先一步搶占技術(shù)高地，爭奪更大的市場份額，等固態(tài)電池技術(shù)快成熟時(shí)再切入也不遲。
屆時(shí)，LG新能源與寧德時(shí)代的生死競賽又有何微妙的變化，仍有待時(shí)間來揭曉。
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