序言

在說(shuō)這個(gè)話(huà)題之前，先問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題：

關(guān)于新能源汽車(chē)來(lái)說(shuō)，你覺(jué)得最重要的是什么？

對(duì)，沒(méi)錯(cuò)，就是電池。

我們可以做個(gè)這樣的比喻：

汽車(chē)也有心臟，燃油車(chē)的心臟就是內(nèi)燃機(jī)，而電動(dòng)汽車(chē)的心臟就是電池。

心臟的好壞決定了車(chē)輛行駛的長(zhǎng)短。

作為電動(dòng)汽車(chē)界的領(lǐng)軍者-特斯拉，在2020年一月份宣布我國(guó)版的Model3系列將在下半年生產(chǎn)中，搭載我國(guó)公司寧德時(shí)代生產(chǎn)的磷酸鐵鋰離子電池。

看到這個(gè)消息，肯定有同學(xué)會(huì)疑問(wèn)了：

寧德時(shí)代是什么樣的公司？它的技術(shù)有多厲害，能被特斯拉采用？

今天咱們就來(lái)說(shuō)說(shuō)這個(gè)。

寧德時(shí)代

寧德時(shí)代是由被稱(chēng)為我國(guó)電池大王的曾毓群在2011年成立的公司。

成立6年，就晉升為動(dòng)力鋰電池行業(yè)龍頭，2017年銷(xiāo)量全球第一，2018年更是迅速登陸A股創(chuàng)業(yè)板，目前市值大約是4600億人民幣。

到今天為止，中美歐以及日韓地區(qū)的主流車(chē)企幾乎都成了寧德時(shí)代的客戶(hù)，其中包括特斯拉、寶馬、大眾、豐田、現(xiàn)代、上汽、蔚來(lái)等品牌。

能做成這么大的成就，必定有兩把刷子的。

寧德時(shí)代的武器有兩把，除了常見(jiàn)的磷酸鐵鋰離子電池之外，還擁有一個(gè)領(lǐng)先全行業(yè)的秘密武器三元鋰離子電池。

那這兩種電池有啥差別呢？

鋰離子電池

首先咱們先來(lái)了解鋰離子電池。

鋰離子電池重要分為軟包形、圓柱形、方殼形。

雖然它們的形狀不相同，但是工作原理都是相同的。

鋰離子電池是以碳材料為負(fù)極，通常是石墨；以含鋰的化合物作正極，沒(méi)有金屬鋰存在，只有鋰離子，它工作原理重要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。

具體來(lái)說(shuō)是這樣的：

當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

同樣，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)，也就是我們使用電池的過(guò)程。嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。

鋰離子電池爆炸

但是之前我們總看到這樣的消息，說(shuō)某品牌手機(jī)鋰離子電池會(huì)爆炸。

這是因?yàn)楹卧蚰兀?/p>

我們了解電池中的鋰金屬化學(xué)性質(zhì)十分活躍，是易燃物質(zhì)。

一旦和空氣接觸，就會(huì)跟空氣中的水發(fā)生猛烈的化學(xué)反應(yīng)，瞬間出現(xiàn)大量的氫氣，并釋放出熱能，極易引起燃燒和爆炸。

用高中化學(xué)的知識(shí)就是這樣的一個(gè)方程式：

2Li+2H2O=2LiOH+H2

而現(xiàn)在鋰離子電池中的鋰，經(jīng)過(guò)處理后會(huì)降低活性。在鋰離子電池正負(fù)極之間，還有一層金屬薄膜，可以防止電池內(nèi)部短路。

再加上我們使用的電池都是密封的，鋰離子根本沒(méi)有機(jī)會(huì)和空氣直接接觸，從而有效的保證了電池的安全。

磷酸鐵鋰VS三元鋰離子電池

那什么是磷酸鐵鋰離子電池，什么又是三元鋰離子電池？

其實(shí)它們都只是正極材料不同而已。因?yàn)椴煌?lèi)型的鋰離子電池負(fù)極都是石墨，正極材料不同。所以用正極材料來(lái)區(qū)分不同類(lèi)型的鋰離子電池。

也就是說(shuō)：

磷酸鐵鋰離子電池就是用磷酸鐵鋰做正極，三元鋰離子電池也叫三元聚合物鋰離子電池，重要是由鎳鈷鋁或者是鎳鈷錳做正極。

那么這兩種電池有什么差別呢？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)磷酸鐵鋰離子電池，它重要的優(yōu)點(diǎn)是安全性高，循環(huán)壽命更長(zhǎng)，理論壽命可以達(dá)到7到8年。但是缺點(diǎn)就是能量密度低，意味著續(xù)航能力差。

反觀三元鋰離子電池這邊呢，它的重要優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)能密度更高，意味著續(xù)航能力高。但是缺點(diǎn)就是安全性差，壽命差，并且元素是有毒的。

三元鋰離子電池

三元鋰離子電池它的三種正極材料都是夾在一起的。

但是由于鈷離子的半徑比較大，所以它們搭在一起的時(shí)候會(huì)留出一個(gè)固定的空隙，給那些鋰離子自由出入，因此鈷酸鋰相對(duì)來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定。

而鎳離子的半徑要小過(guò)鋰離子，所以鎳酸鋰能量密度會(huì)更大，而又由于其太密實(shí)了，就容易出現(xiàn)陽(yáng)離子混排的現(xiàn)象。

所以三元鋰離子電池鎳成分不可以太高。

這時(shí)就要添加鈷來(lái)新增電池的穩(wěn)定性，但是鈷卻是比較貴的金屬，全球的儲(chǔ)備量有限。為了降低成本，就用錳和鋁元素來(lái)作為支撐材料，同時(shí)也就只能降低鈷含量。

但是沒(méi)有鈷的話(huà)穩(wěn)定性會(huì)比較差。

在2020年又出現(xiàn)了寧德時(shí)代的無(wú)鈷電池，要說(shuō)明的是這并不是真正的無(wú)鈷電池。它其實(shí)就是采用CTP技術(shù)設(shè)計(jì)的磷酸鐵鋰離子電池。

CTP技術(shù)就是把電芯放入設(shè)計(jì)好的電池包內(nèi)，然后按照最佳的排列組合方式，組裝成高效的鋰離子電池。

這樣優(yōu)化的結(jié)果是，體積利用率可以提高15%-20%，能量密度可以提升10%-15%。零部件數(shù)量可以減少40%，生產(chǎn)效率可以提升50%，投入應(yīng)用后會(huì)大幅降低動(dòng)力鋰電池的制造成本。

作為寧德時(shí)代的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手比亞迪公司在2020年三月公布了一款刀片電池。

它的本質(zhì)還是磷酸鐵鋰離子電池，只不過(guò)是電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有所創(chuàng)新。它其實(shí)就是直接把電芯寬度無(wú)限拉長(zhǎng)，厚度做薄，做成90厘米甚至快1米的超長(zhǎng)電芯，也就是又扁又長(zhǎng)，像刀片相同。

這樣改造的結(jié)果就是體積能量密度提升明顯，較原有電池系統(tǒng)可提升30%以上。并且節(jié)省物料、人工費(fèi)用等，成本有望降低30%，并且刀片電池更薄，因而散熱效果更好。

不管是寧德時(shí)代的CTP技術(shù)，還是比亞迪的刀片電池，最終都提高了磷酸鐵鋰離子電池的能量密度，目的是讓其能達(dá)到三元鋰離子電池的水平。

同時(shí)改造后的磷酸鐵鋰的電池，都能達(dá)到400公里以上的續(xù)航里程需求。而整個(gè)電池生產(chǎn)的其他材料無(wú)需改變，并且生產(chǎn)線變動(dòng)也不大，也就是很快能量產(chǎn)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這兩種技術(shù)都是通過(guò)提升生產(chǎn)效率來(lái)降低電池的成本。

最后

如今新能源汽車(chē)和充電裝置已經(jīng)被列入了國(guó)家的新基建計(jì)劃，毫無(wú)疑問(wèn)，它將會(huì)迎來(lái)一個(gè)巨大、更加富有挑戰(zhàn)性的市場(chǎng)。

汽車(chē)產(chǎn)業(yè)一直都是世界上最大的產(chǎn)業(yè)之一，面對(duì)新能源革命。

新能源汽車(chē)大概率將會(huì)在未來(lái)成為事關(guān)國(guó)計(jì)民生的重要支柱產(chǎn)業(yè)，而動(dòng)力鋰電池恰恰就是新能源汽車(chē)的生命源泉所在。

在三元鋰離子電池領(lǐng)域?qū)幍聲r(shí)代已經(jīng)是老大了。

隨著CTP技術(shù)的無(wú)鈷電池的出現(xiàn)，寧德時(shí)代將磷酸鐵鋰離子電池的成本降低到了600元以?xún)?nèi)，而三元鋰的成本還維持在1000元左右。

正是由于寧德時(shí)代磷酸鐵鋰離子電池成本的大幅降低，也吸引了迫切想要提升銷(xiāo)量的特斯拉，兩者一拍即合。為新車(chē)裝上了磷酸鐵鋰離子電池，這樣一來(lái)，特斯拉的新車(chē)的價(jià)格有望進(jìn)一步下降。

最終受益的還是咱們老百姓。