19世紀(jì)80年代，圍繞著是使用直流電還是交流電，天才發(fā)明家愛(ài)迪生和天才工程師特斯拉開(kāi)啟了一場(chǎng)“交直技術(shù)之戰(zhàn)”。一百多年后的現(xiàn)在，同樣是與電有關(guān)，圍繞著動(dòng)力電池，新能源巨頭們?cè)俅窝簩毑煌夹g(shù)路線。特斯拉的“高鎳無(wú)鈷”4680無(wú)極耳電池、寧德時(shí)代永不著火的811三元鋰電池，比亞迪達(dá)到140Wh/kg能量密度的磷酸鐵鋰刀片電池......對(duì)于新能源汽車(chē)行業(yè)而言，一場(chǎng)不見(jiàn)硝煙的技術(shù)路線之爭(zhēng)正擺在眼前。

動(dòng)力電池再起路線之爭(zhēng)

關(guān)注汽車(chē)行業(yè)的都知道，在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中，動(dòng)力電池一直存在著路線之爭(zhēng)。成本低、材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性更高的磷酸鐵鋰電池，在能量密度、充放電功率以及體積上表現(xiàn)較差;能量密度更高、體積更小的三元鋰電池，成本高昂同時(shí)還在安全性上則有所欠缺，甚至當(dāng)下大部分因?yàn)殡姵匾l(fā)自燃的電動(dòng)車(chē)使用的都是三元鋰電池。

由于彼此存在的優(yōu)劣，在過(guò)去幾年里，新能源動(dòng)力電池領(lǐng)域中，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的路線之爭(zhēng)從未停歇。但基于新能源補(bǔ)貼對(duì)續(xù)航的限制以及消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)續(xù)航的需求，從2017年開(kāi)始大多數(shù)新能源電動(dòng)車(chē)企業(yè)開(kāi)始從磷酸鐵鋰電池轉(zhuǎn)成三元鋰電池。然而伴隨著新能源補(bǔ)貼的退坡，三元鋰電池高昂的成本問(wèn)題再次暴露出來(lái)。

與磷酸鐵鋰電池不同，三元鋰電池的主要原材料為鎳、鈷、錳。其中，以鈷金屬的成本最高。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，伴隨著世界范圍內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量的增加，新能源汽車(chē)企業(yè)對(duì)鈷的需求量與日俱增，鈷的價(jià)格持續(xù)攀升，并在2018年達(dá)到9.5萬(wàn)美元/噸高點(diǎn)。盡管后來(lái)鈷金屬的價(jià)格有所下滑，但仍保持在一個(gè)較高的水平。截至發(fā)稿前，鈷金屬最新市場(chǎng)售價(jià)為4.06萬(wàn)美元/噸。而不是用鈷的磷酸鐵鋰電池，據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，成本只有三元鋰電池的一半左右。

一方面是居高不下的鈷金屬價(jià)格，另一方面則是持續(xù)退坡的新能源汽車(chē)補(bǔ)貼。對(duì)于使用三元鋰電池的企業(yè)而言，未來(lái)國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼對(duì)新能源產(chǎn)品成本的影響作用將越來(lái)越小，而鈷已經(jīng)成為限制新能源汽車(chē)成本降低的主要因素。

“鐵鋰”“三元”搖擺不定

如何降低對(duì)鈷的依賴性成為新能源汽車(chē)控制整個(gè)成本鏈的關(guān)鍵。今年3月，比亞迪帶來(lái)了最新的解決方案——磷酸鐵鋰刀片電池。相比此前的磷酸鐵鋰，比亞迪最新研發(fā)的刀片電池在能量密度、安全以及成本上都進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了突破。數(shù)據(jù)顯示，比亞迪第一代刀片電池能量密度已經(jīng)比傳統(tǒng)鐵電池提升了50%，達(dá)到140Wh/kg，體積能量密度達(dá)到230Wh/L，成本同時(shí)還下降30%。在續(xù)航方面，搭載刀片電池的比亞迪漢NEDC續(xù)航達(dá)605km。而在未來(lái)，據(jù)比亞迪深圳開(kāi)發(fā)中心副總監(jiān)魯志佩透露，“刀片電池2025年或?qū)?shí)現(xiàn)能量密度180Wh/kg，體積能量密度達(dá)到300Wh/L，續(xù)航也將進(jìn)一步增加。”

從這一數(shù)據(jù)來(lái)看，以刀片電池為代表的磷酸鐵鋰電池已經(jīng)解決了此前能量密度不足的問(wèn)題。但值得注意的是，這并不意味著磷酸鐵鋰占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。“從能量密度等方面看，磷酸鐵鋰電池始終有其局限性，要達(dá)到200Wh/kg已非常難，而三元鋰可以輕松突破300Wh/kg以上。從安全方面而言，當(dāng)前磷酸鐵鋰電池比相對(duì)活躍的三元鋰電池安全些，但通過(guò)材料、工藝、設(shè)計(jì)等方面的努力，三元鋰電池的安全性也可提升。”一位來(lái)自動(dòng)力電池研究院的專業(yè)人士向愛(ài)卡表示，“磷酸鐵鋰電池在短期內(nèi)依然占有成本優(yōu)勢(shì)，但從長(zhǎng)期來(lái)看，隨著三元鋰電池的技術(shù)和規(guī)模加速發(fā)展，未來(lái)具體如何誰(shuí)也無(wú)法斷定。”

寧德時(shí)代的最新產(chǎn)品也佐證了這一觀點(diǎn)。以寧德時(shí)代的811電池為例，經(jīng)過(guò)對(duì)正極材料、電解液、電池包強(qiáng)度、散熱系統(tǒng)等多個(gè)方面的提升以及優(yōu)化，電池安全問(wèn)題已經(jīng)得到了極大的改善。10月16日，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群還在“第五屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)”上直接表示：“寧德時(shí)代設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的811三元電池系統(tǒng)，可輕松通過(guò)熱擴(kuò)散測(cè)試，時(shí)間不是5分鐘，而是永遠(yuǎn)不起火。”但解決了安全問(wèn)題的寧德時(shí)代NCM811電池依舊未能解決高昂的鈷成本問(wèn)題。

在這樣的背景下，如何押寶技術(shù)路線無(wú)疑是一件十分具有挑戰(zhàn)性的事。過(guò)去的一段時(shí)間里，特斯拉從松下、LG化學(xué)供應(yīng)的三元鋰電池?fù)Q成了寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰電池;哪吒N01同時(shí)使用比克動(dòng)力的三元鋰電池和寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰電池;廣汽蔚來(lái)合創(chuàng)007搭載的則是寧德時(shí)代的NCM811三元鋰電池。刀片電池出來(lái)后，外界又有消息傳出幾乎所有汽車(chē)品牌都和比亞迪進(jìn)行了合作的接觸，其中包括戴姆勒、福特等。顯然，有所突破但都未能解決根本問(wèn)題的磷酸鐵鋰和三元鋰電池令一眾車(chē)企也陷入了兩難的境地。

“高鎳無(wú)鈷”、石墨烯、氫燃料或后來(lái)居上

新能源汽車(chē)要從燃油車(chē)口中奪食，勢(shì)必要加快降低電池成本，同時(shí)也要保證續(xù)航里程和電池能量密度。在依賴大型動(dòng)力電池廠商解決這一問(wèn)題之外，也有車(chē)企決心自己來(lái)打破這一僵局。素有“新能源產(chǎn)業(yè)風(fēng)向標(biāo)”之稱的特斯拉，在9月22號(hào)的超級(jí)電池日發(fā)布會(huì)上帶來(lái)了自己的解決方案——4680無(wú)極耳電池。相比于現(xiàn)款電池，在無(wú)極耳技術(shù)的加持下，4680電池有更低的內(nèi)阻，更低的發(fā)熱量，能量容量提升了5倍，車(chē)輛續(xù)航也會(huì)提升16%。此外最重要的是，4680無(wú)極耳電池“高鎳無(wú)鈷”，成本可下降12%。

為了這一電池的量產(chǎn)，特斯拉開(kāi)始全球瘋狂掃礦，印尼、加拿大等多地傳出與特斯拉合作的消息。但特斯拉無(wú)法回避的一個(gè)問(wèn)題是，新電池的高能量密度仍然建立在三元電池的基礎(chǔ)之上。在此之前，特斯拉的自燃新聞早已屢見(jiàn)不鮮，三元電池的安全性也被大眾詬病已久。而在新電池中去掉的鈷，恰恰就是在傳統(tǒng)三元電池中提升穩(wěn)定性、延長(zhǎng)電池壽命的重要元素。動(dòng)力電池的安全問(wèn)題是否會(huì)因此加劇，恐怕將成為懸在特斯拉頭上的達(dá)摩克利斯之劍。

事實(shí)上，在傳統(tǒng)的三元電池和磷酸鐵鋰電池之外，也有企業(yè)采用完全不同的技術(shù)路線，比如廣汽的石墨烯電池。作為“新材料之王”，石墨烯被科學(xué)家預(yù)言將“徹底改變21世紀(jì)”。數(shù)據(jù)顯示，廣汽研發(fā)的石墨烯“超級(jí)快充電池”僅需8分鐘就可以將電池充電至85%，充電時(shí)間與傳統(tǒng)燃油車(chē)的加油時(shí)間相當(dāng)，最快在今年底，石墨烯電池量產(chǎn)研發(fā)工作就將從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵻?chē)。但同樣地，價(jià)格可以媲美黃金的石墨烯材料，同樣存在著成本問(wèn)題，是否能從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化還有待商榷。

比石墨烯先走出實(shí)驗(yàn)室的氫燃料電池，盡管排放0污染，續(xù)航里程高，但豐田早在2014年就推出的氫燃料電池量產(chǎn)車(chē)，幾年下來(lái)累計(jì)銷(xiāo)量也不過(guò)1萬(wàn)輛左右。除了氫燃料運(yùn)輸以及氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等難題外，氫燃料電池同樣面臨著成本問(wèn)題，其所使用的鉑金催化劑存在著產(chǎn)量低和價(jià)格貴兩大問(wèn)題。目前，豐田一直努力降低鉑金的含量以及尋找新材料來(lái)替代。

從這些可以看出，當(dāng)下的動(dòng)力電池之爭(zhēng)主要是三元和磷酸鐵鋰之間，但未來(lái)并不一定會(huì)局限于此。雖然石墨烯、氫燃料等電池商業(yè)化還有較長(zhǎng)的路要走，但新技術(shù)、新材料的層出不窮，或?qū)⒃诓唤?jīng)意間就改變現(xiàn)有電池市場(chǎng)格局。對(duì)于企業(yè)而言，這種復(fù)雜的局面無(wú)疑也加大了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的難度。押寶三元、押寶鐵鋰甚至押寶燃料電池，都只能贏在某一個(gè)當(dāng)下，而無(wú)法一勞永逸。未來(lái)，新能源汽車(chē)市場(chǎng)的電池技術(shù)路線之爭(zhēng)，或?qū)⑦€有很長(zhǎng)一段時(shí)間的較量。

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