序言

在談論這個話題之前，先問大家一個問題：

對于新能源汽車來說，你認為最重要的是什么？

是的，是的，是電池。

我們可以做這樣一個比喻：

汽車也有“心臟”，燃料汽車的心臟是內(nèi)燃機，而電動汽車的心臟是電池。

“心臟”的質(zhì)量決定了車輛的長度。

特斯拉作為電動汽車行業(yè)的領導者，于2020年1月宣布，中國版的Model3系列將于今年下半年生產(chǎn)，配備寧德時代中國企業(yè)生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池。

看到這個消息，一定有同學會提問：

寧德時代是什么樣的公司？特斯拉能采用它的技術有多強大？

今天我們來談談這個。

寧德時代

寧德時代是曾玉群在2011年成立的公司，被稱為“中國電池之王”。

成立6年，晉升為動力電池行業(yè)龍頭，2017年銷量居世界第一，2018年迅速登陸a股創(chuàng)業(yè)板，目前市值約4600億元。

到目前為止，中國、美國、歐洲、日本和韓國的主流汽車公司幾乎已經(jīng)成為寧德時代的客戶，包括特斯拉、寶馬、大眾、豐田、現(xiàn)代、上汽、威來等品牌。

要取得如此大的成就，必須有兩把刷子。

寧德時代有兩種“武器”。除了常見的“磷酸鐵鋰”電池外，它還擁有全行業(yè)領先的秘密武器——三元鋰電池。

這兩種電池有什么區(qū)別？

鋰電池

讓我們先來了解一下鋰電池。

鋰電池主要分為軟包形、圓柱形、方殼形。

雖然它們的形狀不同，但工作原理是一樣的。

鋰離子電池以碳材料為負極，通常為石墨；以含鋰化合物為正極，沒有金屬鋰，只有鋰離子。其工作原理主要依靠鋰離子在正極和負極之間的運動。

具體來說，情況如下：

當電池充電時，鋰離子生成在電池的正極上，鋰離子通過電解液運動到負極。作為負極的碳層結(jié)構(gòu)，它有許多微孔，鋰離子嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量就越高。

同樣，當電池被放電時，也就是說，我們使用電池的過程。嵌入負極碳層的鋰離子被去除并移動到正極。鋰離子越多，放電容量就越高。

鋰電池爆炸

但之前我們總是看到這樣的消息，說某品牌的手機鋰電池會爆炸。

原因是什么？

我們知道電池中鋰金屬的化學性質(zhì)非常活躍，是一種易燃物質(zhì)。

一旦與空氣接觸，就會與空氣中的水發(fā)生劇烈的化學反應，瞬間產(chǎn)生大量氫氣，釋放熱能，容易引起燃燒和爆炸。

高中化學知識就是這樣一個方程式：

2Li+2H2O=2LiOH+H2O

現(xiàn)在鋰電池中的鋰經(jīng)過處理后會降低活性。鋰電池正負極之間還有一層金屬薄膜，可以防止電池內(nèi)部短路。

另外，我們使用的電池是密封的，鋰離子根本沒有機會與空氣直接接觸，從而有效保證了電池的安全。

磷酸鋰VV三元鋰電池

磷酸鐵鋰電池是什么，三元鋰電池是什么？

事實上，它們只是不同的正極材料。因為不同類型的鋰電池負極是石墨，所以正極材料是不同的。所以用正極材料來區(qū)分不同類型的鋰電池。

也就是說：

磷酸鐵鋰電池是以磷酸鐵鋰為正極，三元鋰電池又稱三元聚合物鋰電池，主要由鎳鈷鋁或鎳鈷錳為正極。

那這兩種電池有什么區(qū)別呢？

簡單地說，磷酸鐵鋰電池的主要優(yōu)點是安全性高，循環(huán)壽命長，理論壽命可達7至8年。但缺點是能量密度低，這意味著耐久性差。

另一方面，三元鋰電池的主要優(yōu)點是儲能密度高，意味著耐久性高。但缺點是安全性差，使用壽命差，元素有毒。

三元鋰電池

三元鋰電池的三種正極材料都夾在一起。

然而，由于鈷離子的半徑相對較大，它們在一起時會留下一個固定的間隙，讓鋰離子自由進出，所以鈷酸鋰相對穩(wěn)定。

鎳離子的半徑小于鋰離子，因此鎳酸鋰的能量密度會更高，而且由于其過于致密，很容易出現(xiàn)陽離子混合現(xiàn)象。

因此，三元鋰電池的鎳成分不宜過高。

此時，需要添加鈷來增加電池的穩(wěn)定性，但鈷是一種相對昂貴的金屬，全球儲備有限。為了降低成本，錳和鋁作為支撐材料，只能降低鈷的含量。

但如果沒有鈷，穩(wěn)定性會比較差。

2020年，寧德時代出現(xiàn)了無鈷電池，這并不是真正的“無鈷電池”。它實際上是一種采用CTP技術設計的磷酸鐵鋰電池。

CTP技術是將電池放入設計好的電池組中，然后按照最佳的排列組合方式組裝成高效的鋰電池。

優(yōu)化的結(jié)果是體積利用率可以提高15%-20%，能量密度可以提高10%-15%。零部件數(shù)量可減少40%，生產(chǎn)效率可提高50%。投入使用后，動力電池的制造成本將大大降低。

比亞迪作為寧德時代的競爭對手，于2020年3月發(fā)布了一款刀片電池。

它的本質(zhì)是磷酸鐵鋰電池，但在電池結(jié)構(gòu)設計上有所創(chuàng)新。事實上，它是直接拉長電池的寬度，使厚度變薄，制成90厘米甚至近1米的超長電池，即扁平和長，就像刀片一樣。

這種改造的結(jié)果是體積和能量密度明顯提高，比原來的電池系統(tǒng)可以提高30%以上。而且節(jié)省了材料和人工成本，預計成本會降低30%，刀片電池會更薄，所以散熱效果會更好。

無論是寧德時代的CTP技術，還是比亞迪的刀片電池，磷酸鐵鋰電池的能量密度最終都得到了提高，以達到三元鋰電池的水平。

同時，改造后的磷酸鐵鋰電池可滿足400公里以上的續(xù)航里程要求。整個電池生產(chǎn)的其他材料不需要更換，生產(chǎn)線變化不大，即能量生產(chǎn)快。

簡單地說，這兩種技術都是通過提高生產(chǎn)效率來降低電池成本的。

最后

如今，新能源汽車和充電裝置已被列入國家“新基礎設施”計劃，毫無疑問，它將迎來一個更具挑戰(zhàn)性的巨大市場。

面對新能源革命，汽車工業(yè)一直是世界上最大的產(chǎn)業(yè)之一。

未來，新能源汽車很可能成為國計民生的重要支柱產(chǎn)業(yè)，動力電池正是新能源汽車的生命之源。

寧德時代是三元鋰電池領域的老大。

隨著CTP技術中無鈷電池的出現(xiàn)，寧德時代將磷酸鐵鋰電池的成本降低到600元以內(nèi)，而三元鋰電池的成本仍保持在1000元左右。

正是因為寧德時代磷酸鐵鋰電池成本的大幅降低，也吸引了渴望提高銷量的特斯拉，兩者一拍即合。新車配備了磷酸鐵鋰電池，預計特斯拉新車價格將進一步下跌。

最終受益的還是我們老百姓。