钜大LARGE | 点击量：250次 | 2023年10月28日
三元锂电池来自TSLA的救星
在尝试了市面上超过300种电池后，TSLA[微博]才认定三元锂电池。
TSLA电池技术总监KurtKelty给出的理由是：能量密度更大且稳定性、一致性更好；可以有效降低电池系统的成本；尺寸小但可控性和安全性都不断提高。
事实证明，KurtKelty的选择绝对正确。
在TSLA从首款车型Roadster向目前最风靡的ModelS"转型"的4年时间里，电池组成本已经下降了约44%，并且会继续下降。
现在，MODELS续航里程能够达到486公里，电池容量达到85kWh（1kwh=1度），采用8142个3.4AH（AH，安时数，是反映电池容量大小的指标之一）的松下18650型电池。工程师们将这些电池以砖、片形式逐一平均分配，最终组成一整个电池包，放置于车身底板。
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%
就在昨天，TSLA公布今年第一季度财报，首席执行官马斯克说，TSLA和松下达成协议，将建造一座耗资约５０亿美元的超级锂电池厂。
当TSLAMODELS在高速公路上飞驰的时候，各方对三元锂电池的关注度也以几何级数飞增。
三元聚合物
锂电池
是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂电池，锂电池的正极材料有很多种，重要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。目前三元材料的电芯代替了之前广泛使用的钴酸锂电芯，在笔记本电池领域广泛被使用。
"用苹果和安卓（智能手机）的都是好孩子，因为每天必须按时回家……充电。"
这个流传甚广的段子不仅调侃了当下人们对电子产品严重的依赖性，更加有意思的是，它还折射了一种科技界的流行症——对电池容量小、充电次数频繁的焦虑。
焦虑症蔓延的时候，TSLA出现了，还带来一个救星：三元锂电池。
"旋风"突袭之前，有关电池以及充电问题的讨论被不断放大，篇幅远远超过TSLA汽车的其他性能。但很快，当TSLA最知名车型MODELS采用三元锂电池（即以镍钴铝三元材料为正极材料的锂电池）的消息传出，整个电池业豁然开朗。
大而化小。这款应用于电动汽车的技术，适时缓解了从智能手机到可穿戴设备，甚至充电宝等小型电子产品的"充电焦虑症"。锂电池，也正式迎来三元材料时代。
正极材料锂电池之心
我们的手机里、手表里、平板电脑里，锂电池无所不在。
这种在当代被广泛应用的产品，据考证灵感最早来源于爱迪生。他曾使金属锂和二氧化锰发生用途，出现放电反应。
经过这么多年的技术发展和改进，今天，一颗合格锂电池的基本组成包括外壳、正极材料、负极材料、隔膜、电解液等。其中，正极材料有关锂电池的能量密度、安全性、循环寿命等起着决定性用途，占锂电池成本的40%，其技术发展也变得尤为关键。
目前，主流的正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及镍钴锰酸锂三元材料等。就能量密度、成本、安全性、热稳定性和循环寿命来看，上述主流正极材料的表现各有千秋，这也导致动力锂电池正极材料技术路线出现分化。
但无论如何，对锂电池而言，钴金属是必不可少的材料。
不过，金属钴一方面价格高昂，一方面存在毒性，无论技术领先的日韩公司还是国产电池厂商近年来都致力于电池"少钴化"。
在这种趋势下，以镍盐、钴盐、锰盐为原料制备而成的镍钴锰酸锂三元材料渐渐受到推崇。从化学性质角度出发，三元材料属于过度金属氧化物，电池的能量密度较高。
尽管在三元材料中，钴的用途仍不可缺少，但质量分数通常控制在20%左右，成本显著下降。而且同时兼具钴酸锂和镍酸锂的优点。
随着近年来国内外厂商不断加码生产，以三元材料为正极材料的锂电池取代商用钴酸锂的趋势已十分明显。
大到电动汽车，小到智能手机、可穿戴设备或者充电宝，这种新型技术都完全适用。
TSLA大手笔三元材料迎高峰
在TSLA之前，各界对三元材料知之甚少。
直到TSLA宣布在其风靡全球的高端跑车MODELS车型上采用三元材料作为电池正极材料，这一技术才渐渐被广泛认可。如今俨然已是未来动力锂电池的发展方向。
公开资料显示，TSLAMODELS续航里程能够达到486公里，电池容量达到85kWh，采用了8142个3.4AH的松下18650型电池。工程师将这些电池以砖、片的形式逐一平均分配最终组成一整个电池包，电池包位于车身底板。
任何事物都有两面性。尽管镍钴铝能量密度高，但由于镍钴铝的高温结构不稳定，导致高温安全性差，且pH值过高易使单体胀气，进而引发危险。
最终，TSLA通过有效的电力管理系统解决了三元锂电池的安全性问题，并使单位成本却远低于其他电动汽车型，大约为416美元/kWh。
TSLA７日称，该公司已和日本松下公司签署共建超级电池厂的意向书，这项工程可望下月动工。
TSLA今年２月宣布，为适应量产电动汽车的需求，将建造一座耗资约５０亿美元的超级锂电池厂，预计将满足TSLA年产５０万辆电动汽车的需求，电池组每千瓦时的成本将降低逾３０％。
TSLA７日公布今年第一季度财报，首席执行官马斯克表示，TSLA和松下就共建超级电池厂签署了意向书，双方已组建电池生产的研发团队。
松下目前是TSLA的重要电池供货商。根据双方２０１１年签署的协议，松下在４年内为TSLA供应６．４亿块汽车级锂电池。这一供货量后来又新增到１８亿块。
有关电池厂的最终选址，TSLA尚未敲定，备选地包括亚利桑那、内华达、新墨西哥、得克萨斯以及加利福尼亚等５个州。马斯克表示，为最大限度减少延期风险，TSLA将在至少两个地点建电池厂。
TSLA在最新财报中说，全球市场对ＭｏｄｅｌＳ全电动汽车的需求上升较快，公司今年将交付３．５万辆。目前TSLA的生产量力是每周近７００辆，今年年底有望增至每周１０００辆。
松下曾在2010年向TSLA投资3000万美元，成为其股东之一。并且于2011年达成战略协议，将负责TSLA今后5年全部车辆的电池供应。
电池行业人士告诉记者，鉴于TSLA和松下在三元材料电池方面的合作，再加上TSLA建设超级电池厂这一大手笔。未来，三元材料电池将进入一个全新的发展高峰。
值得注意的是，除了TSLAMODELS，有消息称雪佛兰Volt沃蓝达汽车采用的是LG化学供应的三元正极材料电池。电池保质期达到8年，行程可达16万公里左右。2011年，雪佛兰Volt沃蓝达从位于上海金桥的通用汽车我国总部出发，途经多种路况，完成了约248公里省道的不间断行驶，也在一定程度上证明了这种电池高效的性能。
"虽然国内电动汽车厂商（比如比亚迪(40.90,-1.17,-2.78%)）主流观点仍是坚持采用磷酸铁锂电池，但也有部分电池厂商明显踏上了追随日韩公司的步伐，把重点对准了三元材料。"有研究人士说。
可以预见，未来随着电动汽车的普及，三元材料的需求量必将进一步上升。而且，三元材料还将在复合电池材料中占据一席之地，以更好地平衡成本和性能。
日韩技术领先国内公司忙追赶
从全球范围来看，各方对三元材料的研发生产都在不断推进。在这个过程中，材料性能大幅提升，应用领域也一再拓展。
2009年八月，美国总统奥巴马宣布用24亿美元支持公司发展"下一代"电池和电动汽车计划，三元材料电池生产公司被纳入补贴范围。
2012年二月，我国工信部公布的《新材料产业"十二五"发展规划》中，提出到2015年将新增正极材料产量4.5万吨/年，将组织开发包含高效率、大容量、长寿命、安全性能能的镍钴锰三元系电池正极材料。
不过截至目前，高端三元材料生产技术重要集中在日韩公司中。一些知名电池厂商从2010年就开始全面使用三元材料。
有资料称，日本的三元材料电池性能甚至已接近于钴酸锂电池。能得到TSLA的青睐，也证明了日本厂商供应的三元材料具备高品质。
从供应角度来看，日亚化学、韩国L&F、比利时UMICORE这三家公司是全球锂电池正极材料重要供应商，2012年上述3家公司市场份额合计为36%。
国内三元材料生产从2005年左右起步，截至目前也已出现了10家左右规模公司，其中不乏上市公司。
不少公司长期和日韩电池公司保持上下游合作关系，也有公司获得美国3M公司授权代工，总体而言，这些公司在三元材料技术制造和应用领域方面仍面对较大的局限，几乎没有产品面向动力锂电池领域，难和日韩公司正面对抗。
最近一则新闻显示，我国公司终于也开始涉足动力锂电池领域。再生资源龙头公司格林美(11.52,0.10,0.88%)近日通告称，该公司控股子公司江苏凯力克钴业股份有限公司以现金5298.2万元收购清美化学株式会社、长濑产业株式会社、上海信铭国际贸易有限公司合计持有的清美通达锂能59%的股权。
而清美通达锂能研发的重点方向就包括三元正极材料。而公司高管不久前曾透露，镍钴锰三元电池材料项目已在进行中，并且看好三元材料在新能源汽车领域的应用。
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