馬斯克求變，特斯拉喜提四元鋰電池？
圖片來(lái)源@視覺(jué)中國(guó)
文 | 鋅刻度，作者 |?陳鄧新，編輯 |?孟會(huì)緣
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(lái)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(kāi)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(cè)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(shì)？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(duì)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(kāi)表示：“對(duì)特斯拉增長(zhǎng)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(shì)是成本更為低廉。
公開(kāi)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(zhǎng)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(lái)自非洲的剛果民主共和國(guó)且一般作為鎳或銅的副產(chǎn)品，導(dǎo)致其開(kāi)采成本高企，譬如現(xiàn)階段鈷的價(jià)格超過(guò)26萬(wàn)/噸，而鋁的價(jià)格不過(guò)1.6萬(wàn)/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(chē)電池工程和電氣化戰(zhàn)略總監(jiān)Tim Grewe也對(duì)四元鋰電池表示了認(rèn)可。
另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是安全性更高。
當(dāng)下，高鎳路線已成行業(yè)的共識(shí)，馬斯克更是許諾：“如果您以環(huán)保的方式高效地開(kāi)采鎳，特斯拉將在很長(zhǎng)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(wèn)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?shù)h相對(duì)的玩家
這么來(lái)看，LG新能源推崇四元鋰電池不無(wú)道理：渴望占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn)，從而在與寧德時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)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(chǎng)份額只有0.2%的差距，咬得很緊。
此背景下，LG新能源自然盤(pán)算著怎么甩開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
不過(guò)，有市場(chǎng)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?shù)h相對(duì)。
譬如國(guó)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(chǎng)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(wú)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(lái)，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(lái)，是什么？”
這是蜂巢能源總裁楊紅新的疑問(wèn)，也是市場(chǎng)的疑問(wèn)。
姍姍來(lái)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(shì)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(duì)更低，劣勢(shì)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(chē)企的法眼。
此外，一名私募人士告訴鋅刻度：“資本市場(chǎng)對(duì)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(guò)是三元鋰電池的一種過(guò)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(wú)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(shuí)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(wú)稀有金屬電池’，不僅是無(wú)鈷，連鎳也可以替代掉，這樣整車(chē)的續(xù)航可以進(jìn)一步提高，整車(chē)成本可以大幅下降。”雖然寧德時(shí)代高級(jí)主管孟祥峰曾如此高調(diào)為無(wú)稀有金屬電池發(fā)言，不過(guò)要是放眼行業(yè)內(nèi)外，乃至資本市場(chǎng)，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(jiǎn)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(guò)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(chē)在北方冬季續(xù)航的糟糕表現(xiàn)令大批車(chē)主陷入焦慮之中，有多名車(chē)主在社交媒體上吐槽特斯拉開(kāi)暖氣、方向盤(pán)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(chē)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(chǎng)頗為看好固態(tài)電池的前景。據(jù)中銀證券測(cè)算，固態(tài)電池市場(chǎng)潛力巨大，2030年全球市場(chǎng)空間有望達(dá)到1500億元以上，
不過(guò)，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(duì)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(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)市場(chǎng)存在空擋，研發(fā)門(mén)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(zhēng)奪更大的市場(chǎng)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(jìng)賽又有何微妙的變化，仍有待時(shí)間來(lái)揭曉。
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