电池中钴需求下降了 59%,但特斯拉依然很「饥渴」

· May 11, 2018

电池作为新能源汽车的心脏一直是电动车行业关注焦点,而特斯拉作为行业扛把子,有任何风吹草动都会引来注目。

前两天 2018 年特斯拉第一季度怼人,哦不,电话会议上,马斯克罕见的分享了特斯拉目前在电池方面取得的进展(Ps:马老板在小秀肌肉?):

特斯拉的 NCA 正极材料中的钴含量已经低于其他电池生产商生产的下一代 NCM811。加上电池包在内,Model 3 的总重量与汽油车相当。

好处是什么?特斯拉给出的解释是减少对钴的依赖。

根据 Benchmark 计算,从 Roadster 到 Model 3,特斯拉对钴的需求降低了 59%。之前每辆 Model S 需要的钴为 11kg,在同样规格尺寸之下进行比对,发现 Model 3 所需钴的量为 4.5kg。

除了改进电池正极材料,特斯拉也在推进硅负极材料的研究。

石墨负极理论能量密度只有 372 mAh/g,市面上石墨材料能量密度可以达到 360-365 mAh/g,相对应的锂电池能量密度提升空间有限,而硅负极的理论能量密度高达 4200 mAh/g,通过在负极中加入硅元素可以提高电池能量密度,特斯拉在研究的就是这项技术。

但是由于硅负极材料存在膨胀问题以及瞬时电流偏大带来的安全问题,所以在研发和商业应用上有一定技术壁垒。特斯拉是第一家宣布成功应用该项技术的公司。不好意思,特斯拉又领先了。

NCA 还是 NCM?

先科普一下动力电池相关知识:首先命名上,NCA 和 NCM 都是电池正极组成材料的元素名称,NCA 是镍钴铝,NCM 是镍钴锰。因为在电池四大材料(正极材料、负极材料、电解液和隔膜)中,正极材料占比超过成本的 40%,因此动力电池常以正极材料来命名。

接下来是数字含义,数字代表三种元素在正极材料中所占比例,比如 NCM111 代表的就是镍钴锰三种元素所占比例为 1:1:1。

科普完毕。

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目前动力电池选择上主要是三元锂电池(NCA/NCM)和磷酸铁锂电池。以乘用车为例,动力电池的选择主要是三元锂电池。

大部分车企选用的 NCM 电池,只有少数车厂选用的是 NCA 电池,比如特斯拉。最初比亚迪选择的是磷酸铁锂电池,受电池能量密度的技术瓶颈以及政策影响,比亚迪也投入 NCM 电池的怀抱。

根据 Benchmark 的预测,到 2026 年 NCM 电池将占到动力电池 70%的市场份额,只有很少数的几个企业会选用 NCA,当然特斯拉还是主力队员。

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从材料比例来看,NCA 的常见比例为 8:1.5:0.5,而 NCM 常见比例为 1:1:1 或 5:2:3。目前国内 NCM 电池主要还是以 NCM523 为主,但是随着续航里程以及钴价格的上升,三元锂电池整体在朝着高镍低钴的方面去发展,各家都以 NCM811(将钴的比例降到 10%)作为技术路线。

遗憾的是,当各家企业还在拼了命做 NMC811 的时候,马斯克说特斯拉的电池已经将钴的比例降到 10%以下了,不知道这些企业看了以后心里怎么想。

特斯拉对钴的「胃口」会越来越大

如上文所述,特斯拉对钴的需求量减少了 59%。在 2012 年,特斯拉在每辆车消耗 11kg 的钴,到 2018 年,每辆车上消耗 4.5kg 的钴。

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但是随着特斯拉 Model 3 产能的提升,对于钴的需求还是会激增。不止如此,随着电动汽车市场的不断扩大,对于电池原材料的需求也会进一步扩大。按照 Benchmark 预测,在电动汽车浪潮之下,到 2026 年动力电池行业对钴的用量将激增三倍。

显然,保持电池原材料的供应就显得很重要了。马老板就很有先见之明,很早就涉足锂电池原材料供应市场:2017 年 4 月,特斯拉高管就锂电池问题与阿根廷萨尔塔省官员进行讨论;2017 年年底,马斯克亲赴智利考察锂电池原材料情况,2018 年 1 月,特斯拉与智利锂矿巨头 SQM 展开谈判,以保证锂原料的供应。

成果展示

说了这么多,是时候展现真正的技术了。

大家都知道 EPA 工况下的续航数据最接近真实驾驶续航。特斯拉自己测试的 Model 3 长续航版的续航数据为 310 英里,美国环保局给出的工况续航为 334 英里,按理说续航高了是好事,特斯拉却要求下调续航数据,理由是与特斯拉期望里程不符。

事实真的是这样么?特斯拉,不好意思,得罪了。目前 Model S 100D 是特斯拉车型中续航里程最高的:335 英里(EPA)。然而 Model 3 的长续航版续航为 334 英里。没错,334 英里。在价格差异悬殊之下,Model 3 最大续航和 Model S 相仿,这种情况势必会影响到 Model S 的销量。

还有就是,这不明摆着欺负人么,老用户……

估计特斯拉是为了让 Model S 车主心里稍微平衡以及销售上的考量,主动要求降低显示的续航里程数据,也难为特斯拉了。

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在 2018 第一季度电话会议上,马斯克说特斯拉 Semi 最大续航 「close to 600 miles」(接近 600 英里)。

早在 2017 年特斯拉发布 Semi 宣称最大续航能达到 500 英里之后,戴姆勒卡车负责人 Martin Daum 就提出质疑,认为特斯拉 Semi 续航 违反物理学规律

If Tesla really delivers on this promise, we’ll obviously buy two trucks — one to take apart and one to test because if that happens, something has passed us by. But for now, the same laws of physics apply in Germany and in California.

如果特斯拉没有说谎,我们马上买两辆回来,一辆用于运输,另一辆进行研究,我们必须亲自验证。而且,这个不符合物理学规律。

在财报会议上有人提及如何看待 Martin Daum 的质疑时,马老板笑着说 Martin Daum 不懂何为物理学规律。

侧面

质疑者不在少数,一些分析师以及专家认为特斯拉现有电池技术并不能做到续航达到 500 英里。马斯克和史特劳贝尔说实现这个续航里程并不需要电池技术突破,通过提升电池能量密度就可以达到目的。

显然马斯克现在做的就是这件事。

但是产能提升和原材料供应不匹配可能是个问题。按照特斯拉的设想,到 2018 年 6 月特斯拉汽车产能将增加 150%,而且从目前来看,Model 3 产能还有很大提升潜力,毕竟马老板说过要把产能提高到周产 1 万辆。Benchmark 也给出了自己的预测:「从 2018 年 9 月起特斯拉产能将大幅提升,但是在电池正极材料的技术突破将慢慢到达临界点」。看来,为了满足后续电池正常供应以及量产需要,特斯拉还有很多事情要去做。

当然,现在的首要任务还是把产能提起来吧!!!


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