钜大LARGE | 点击量：463次 | 2021年10月12日
锂电纷争：特斯拉受累钴酸锂/比亚迪发力新电池
特斯拉难走电池路：BMS真能化钴酸锂离子电池危机？
底特律去年七月份以170亿美元的宣告破产，百年“汽车之城”颓然的声音还未落定，总部位于硅谷的特斯拉，因使用钴酸锂离子电池，将温软如绵羊的电动汽车改造得狼性十足而吸引了大量目光。
随着机电一体化技术成熟，硅谷作为IT产业的圣地，恰当地为特斯拉罩上了互联网思维的光环，极简主义、用户层次定位、多终端的联接，特斯拉CEO艾伦马斯克不仅是个资源整合和营销高手，还是个出色的实践者，Tesla_Motors的问世直接将电动汽车从低端和玩具印象的泥淖中拯救出来，后续车型Model-S更是凭借动感的车身线条和3.9秒的百公里加速记录，将硅谷推向底特律的继任者角色。
硅谷的确为这个电动汽车公司供应了前所未有的智能操作体验，特斯拉一改汽油车甚至其他电动汽车品牌的按钮设计，以触屏代之，让用户在驾车过程中感觉仍然在苹果手机的电容屏上滑动，浓烈的科幻气息为特斯拉电动汽车的高端定位又新增了许多筹码。利用触屏，驾驶者可以完成包括最基本的导航、听音乐、调整温度、调整座椅位置，甚至还可以上网。
但这些智能操作有关一款汽车来说，都还停留在相对浅的层次上，通过特斯拉的触屏操作，驾驶者可以更加便捷地实现天窗和窗户的开关，监控里程数，甚至可以在方向盘上操作中控屏幕，但是在更加紧俏的安全和事故处理市场，特斯拉做的远没有通用的Onstar精彩。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
整合了无线通讯和全球卫星定位技术的远程控制系统，不仅可以远程检测故障并报修，还能通过汽车身周的传感设备，实现事故发生后的自动报警。从这个角度来看，Onstar更像业内描述的车联网雏形，有一套完整的终端收集、数据转化、数据汇总处理和反馈系统。
也就是说，智能汽车很多时候只是特斯拉借助硅谷订制的营销马甲，而在营销背后给车主喂下定心丸的还是特斯拉的电池技术。
钴酸锂离子电池本性难改
2008年问世的特斯拉使用了松下供应的NCA系列(镍钴铝体系)18650小电池，单颗电池容量为3100毫安时，这种电池说起来并不陌生，笔记本电脑和手机电池都是其家族成员。电池行业内公认18650电池不适合做动力锂离子电池，这种钴酸锂离子电池有着大电流放电能力、安全性能差和循环寿命短等缺点。
特斯拉的数学魔术将7000块钴酸锂离子电池划分成块、层、片三个层级进行管理，69个18650电池并联成一块，9个电池块串联成一个层，而11层再串联成整个电池片。假如想要更大的动力输出，电池单元数量很有可能上万，一旦出现紧急刹车等大功率放电，或者低温、撞击、穿刺情况，这几万块电池就像一个按时炸弹。
值得一提的是，特斯拉这款纯电动跑车问世的时候，性能更加稳定的磷酸铁锂离子电池技术还未成熟，特斯拉的选择空间并不多，而且当时特斯拉的跑车定位，决定了它的用户对循环寿命和放电能力不敏感，至于安全性能，特斯拉在近7000个电池单元和每个电池层上都设置了保险装置，一旦检测到这些电池的温度过高或电流过大，则立即断开输出。
然而这套BMS似乎并不可靠，从9个月内6起自燃事故召回439辆汽车的数据中就可见一斑。前几次自燃事故，穆斯克都给出了电池包遭刺穿的解释，而且由于汽车预警系统提示到位，都免于了人员伤亡，而二月份在加拿大发生的特斯拉电动汽车自燃，当时车主并未对汽车进行任何高强度的操作，只是将车开回车库。
这些安全事故被特斯拉的公关渠道一一化解，为驾驶者供应了暂时的同质安全和超出其他电动汽车两倍的动力，但是在驾驶者心里已经留下了问号，一款电池管理BMS软件真的能化解钴酸锂离子电池不稳定的化学特性?更何况，目前特斯拉电动汽车的消费人群还集中在富人群体，这些人往往拥有多款车用来轮替，特斯拉只在有限的场景下使用，市场远未普及的情况下，特斯拉电池纵然有着高效的续航和强劲的动力，但隐藏的安全隐患还是会让驾驶舱内的乘车人员有所担忧。
充电标准统一困局
相比于特斯拉的电池方法，特斯拉超级充电站技术有着令人称道的地方，家用充电桩要7个小时才能充满电，而在超级充电站，只要20分钟即可充满一半的电量，半小时充电量可达80%，有效解决了车辆户外的快速续航问题。
因此，当马斯克在不同场合将其充电专利公之于众的时候才引起了业内的一片哗然。
特斯拉超出300亿美元的估值，股价的持续飙升，还有排到九月份的我国订单，无论是用户还是资本市场，都给了马斯克足够的信心来扩充市场。这位多家高科技公司的领袖采取的首要举措是大规模修建充电站，今年五月其在北美地区建成了94个充电站，在欧洲建成了20个，亚洲地区有3个。
但这有关任何一家电动汽车企都是远远不够的，特斯拉用体积小容量大的钴酸锂离子电池解决了电动汽车的续航问题，但是户外充电依靠修建充电站的办法明显行不通，这些充电站不仅耗资巨大，而且并无直接的盈利渠道，电池达到85KW的车型就可以免费充电，且不能吸收其他品牌电动进站充电。因此，特斯拉不得不开放充电专利技术，以吸引新加入车企的支持。
在深知自家充电系统与欧美标准(福特、通用、大众、奥迪等)和日系(日产Leaf)标准不同的情况下，仍然投入巨资修建充电站，这种行为实际上是一个大胆的博弈，特斯拉想利用自身优良的充电技术拉拢其他车企，对抗已经成型的欧标或者日标，顺利过渡成行业标准。
但是，这些老牌汽车制造商本身拥有自己的技术传统，联盟力量足够强大，不会轻易向特斯拉靠拢，而且，马斯克的专利开放也牵涉到核心管理技术，不仅难以利用，这些传统汽车制造商也不会轻易涉足此类专利纠纷，更何况像我国这块热门市场的充电标准直接由国家层面制定，有着严密的网络规划，特斯拉要面对的是国家电网和南方电网等国企。
电池厂的规模化效应
但是特斯拉与松下合作修建超级电池厂(Gigafactory)的消息，再一次将特斯拉的电池和技术专利逼进其他车企的考量范围。
按照特斯拉的计划，到2020年，这家超级电池厂每年生产的电池可供50万辆电动汽车使用。届时，单松下的电池产量就将相当于2013年全球电池厂的产量总和。
毫无疑问，超级电池厂的规模经济效应会对电动汽车行业出现积极影响。
到2017年新一代电池的成本将比目前特斯拉Model_S所用电池组下降30%，而容量将由现在的3100mAh提升到4000mAh，第三代电池的容量将比特斯拉目前的电池组更强。
这座占地面积预计为500-1000英亩的超级电池厂将秉承马斯克的环保理念，不仅回收废旧电池组，还将由可再生能源供应电力，也就是说使用风力涡轮机和光电太阳能板供电。马斯克是光伏发电公司Solar_City的董事长，Solar_City去年在光伏发电供应商250强中排名第二。这意味着特斯拉在超级电池厂的太阳能组件购置、安装和维修保养方面可以进一步减少开支。
届时，特斯拉电池的成本优势和动力都会进一步扩大，这不仅对特斯拉低端车型BlueStar的市场前景有重要意义，有关欧美的电动汽车公司，甚至像重要市场分布在欧美的日Leaf，也都会在成本方面出现压迫威胁。
有消息称Leaf可能会在田纳西州厂生产的Leaf汽车中安装使用特斯拉的第三代电池组，借助特斯拉的电池组降低汽车生产成本。甚至有分析称，不仅电动汽车行业，整个科技和能源行业也可能都会感受到超级电池厂带来的影响。
至于特斯拉电池方法的安全隐患，或者会有更加有效的技术将其驯化，或者在电池厂带来的巨大规模化经济效应面前被淡化，身披智能和环保光环的特斯拉，在电池之路上能否顺利，还有待时间给出答案。
比亚迪磷酸铁锰锂离子电池成本不增反降
比较亚迪来说，发展新能源车的同时，必然要考虑续航/电池的问题，因此，比亚迪一直致力研究新电池。近日，比亚迪董事长王传福透露，比亚迪已成功研发出高能量密度新型电池——磷酸铁锰锂离子电池，新电池突破了传统磷酸铁锂离子电池的能量密度，将其密度提升近67%，意味着新电池将提升电动汽车的续航里程。此外，比亚迪董事长秘书吴经胜表示，新电池将在明年投产，优先搭载于比亚迪旗下自产车辆。
电动汽车的续航里程一直是电动汽车面对的瓶颈，目前新能源车所用的动力锂离子电池重要有磷酸铁锂离子电池和三元材料电池。近期在国内备受关注的特斯拉MODELS由于采用了松下的NCA三元材料电池，续航里程可以可以达到500公里。而比亚迪采用的传统磷酸铁锂离子电池作为e6纯电动汽车的能量来源，续航里程最高为300公里，显然差一截。比亚迪了解，只有研发出属于自己核心技术的新电池，并成功地应用在自产的新能源车上，定可以大幅提高续航能力，使其在新能源车市场更具竞争力。
比亚迪研发新电池能量密度提升60%
比亚迪确实成功研发出新电池，而且新电池比传统电池在容量上有大幅提升的同时，成本却更低了，这一技术突破引来了市场、业内的纷纷关注。
比亚迪新电池研发的最大突破体现在将传统磷酸铁锂离子电池中加入了锰元素，形成磷酸铁锰锂新电池。磷酸铁锰锂新电池突破了传统磷酸铁锂离子电池的能量密度限制，电池能量密度由90Wh/Kg提升67%至150Wh/Kg，基本与三元材料电池能量密度（约为150Wh/Kg）相当。电池能量密度的提高意味着续航里程将大大提高。
新电池成本不增反降
新电池能量密度大幅提升，成本却不增反降。据了解，传统磷酸铁锂离子电池的价格远低于三元材料电池。然而，钴元素在我国储量极少，仅占世界总存储量的1%，多需从海外进口，价格受限。比亚迪研发的磷酸铁锰锂新电池中的锰元素在我国储量则非常丰富，因此在成本上保持优势。
综合而言，比亚迪研发的新电池一方面提高了能量密度，减少了车载电池的数量，有助于节约能耗。另一方面，电池成本的降低将直接放映在车价和用车成本中。
随着国际政策扶持，比亚迪新能源车销量在攀升，新电池研发出来后，需求亦越来越大。目前，比亚迪在惠州有一个1.6GWh/年产量的电池厂，产量居全国第一。但为保证新能源汽车订单的及时交付，比亚迪计划在深圳坑梓基地新建6GWh/年产量的电池厂，该厂建成后将是世界上最大的动力锂离子电池厂之一。新厂一期工程将于今年九月份逐步投产，年内至少新增产量1.5GWh。
随着新厂的建设，比亚迪研发的磷酸铁锰锂离子电池将在明年投产，未来将应用于旗下自产新能源车。
锂离子电池业“战国”纷争人才与技术成发展命脉
锂电发展还缺什么？人才与产品
从我国锂离子电池的应用领域来看，目前应用比较广泛，追溯到锂离子电池在电动汽车行业的发展也有10年了，但是正真有起色的也就是这几年，但是据统计锂电车在一二线城市的比例也不到20%。
当前我国的锂离子电池生产处于“战国”时代，产品质量参差不齐有高档、中档、低档产品。锂离子电池的相关技术不完备，公司之间的技术专利成果对外保密等等都让锂离子电池在电动汽车的运用上受到了限制。
但是，更为关键的是为何锂电产品创新能力不足，技术人才短缺在产品设计、材料设备、制程管控等几方面都要专业的技术型人才把控。
现今的技术水平已经是日新月异，人才的培养也达到了较高的水平。但是目前缺乏的还是整合，行业缺少一个“领头羊”，缺少一个技术平台，让最先进的技术成果与高级人才的进行交流，思想碰撞。
人才与技术锂电发展点睛之笔
纵观全行业，涉及锂电的公司不在少数。2013年以来，全国各地电动汽车政策频出，禁电限摩此起彼长，再加上新国标的两大核心改变，无不将传统铅酸电池电动汽车推向悬崖。在铅酸电动汽车的可塑性和操作空间越来越小的情况下，锂电车已经成为各大公司谋求进一步发展的新突破点。爱玛、雅迪、新日、绿源、台铃等众多车企在锂电车领域的市场占比都在不断提升，产品类型及技术积累也已达到一个相比较较成熟的阶段。
目前来看，在锂电车产品方面做的比较好的如喜德盛，以自行车发家的这家公司，在材料强度好、工艺创新、车架的一次性成型等都给锂电车带来了突破。探究其市场占比提升的一个关键因素，就是其在技术层面具备比较领先的优势，尤其是对高端原材料的应用，在行业内优势比较明显。
综合来看，目前锂电缺乏核心技术与最关键的人才的时刻，谁能研发最关键的技术，谁拥有最优秀的人才，就是把住了锂电的命脉。也将给公司在2014洗牌的洪流之下立住脚跟！
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