特斯拉“電池日”會發(fā)布啥消息？

這恐怕是電動汽車、動力電池業(yè)內人士最關注的話題之一。

去年起，特斯拉在電池領域的動作頻繁，近期又有外媒曝出，將采用磷酸鐵鋰電池的消息，導致業(yè)內對其4月份“電池日”的期待越來越強烈。

《電動汽車觀察家》整體梳理了特斯拉在電池領域的信息，特別是與之相關的動力電池研究團隊、企業(yè)的技術專利、論文、技術儲備，在自產電池計劃、供應商及相關細節(jié)和自有電池技術等幾大方面做出分析。

在行業(yè)熱議的“黑科技”方面，我們認為特斯拉是以高鎳電池為技術路線，通過收購的Maxwell的干電極技術和SiILion公司（可能被收購）提出的離子液體+高鎳NCM的高能電池技術，以及改善電解液添加劑作為技術手段，最終達到無鈷電池的方向。

或許馬斯克會在“電池日”當天，展示出采用上述技術相結合后的電池產品，并將其搭載在車輛上，也未可知。

猜想一：

公布新增供應商及合作細節(jié)

雖然我們知道特斯拉的電池供應商都有哪家，但是具體合作細節(jié)并不清楚。

1月29日，在特斯拉2019年第四季度財報電話會議上，特斯拉CEO馬斯克首次確認，新增寧德時代和LG兩家電池供應商；此后2月3日，寧德時代發(fā)布公告證實此事，并給出供應期限等合作信息。

LG化學為國產特斯拉供貨，第一次有據(jù)可查，是在2019年12月公布的《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》（2019年第11批）。目錄顯示，國產特斯拉Model3將同時應用的松下和LG化學的電芯。

資料來源：《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》（2019年第11批）

早在2019年8月，外媒就報道稱特斯拉與LG化學達成合作，從后者采購電池用于在中國投產的電動汽車。

2018 年 7 月 18 日，LG 化學宣布向中國南京工廠追加投資 20 億美元，目標在 2023 年底實現(xiàn) 32 GWh/年的產能規(guī)模。2019年1月10日，LG化學宣布向南京工廠再次追加1.2萬億韓元（10.7億美元），根據(jù)投資協(xié)議，將有6000億韓元用于圓柱形電池的生產。

當時坊間認定，上述產能，就是LG化學為特斯拉而建。

當然，特斯拉與寧德時代的“緋聞”也傳了很久，一直到馬斯克在電話會議中確認。但雙方更多合作細節(jié)并未過多透露。例如近期路透社報道，國產特斯拉將采用“無鈷”寧德時代電池。雖然從多方信息來看，這是磷酸鐵鋰電池，但目前尚未得到特斯拉正面回應。

特斯拉采購寧德時代的電池究竟是不是磷酸鐵鋰？能否支持其產品的續(xù)航要求？在寧德時代、LG化學和松下三大供應商之間，馬斯克如何“分蛋糕”?！半姵厝铡鄙?，以上信息有很大概率會公布。

猜想二：

正式公布自產電池計劃

特斯拉想自產電池早就不是什么秘密了。據(jù)了解，該項目已經被定名為“Roadrunner項目”。

在項目定名之前，特斯拉已然做了不少準備，例如收購了幾家電池企業(yè)、招聘員工，并在建設電池試點生產線。特斯拉離電池量產已經越來越近。

（1）收購公司

2019 年，特斯拉收購兩家與電池相關的企業(yè)，Maxwell和Hibar Systems。前者是業(yè)內知名的超級電容器制造商，不過，這次特斯拉看上的是他家的干電池技術；后者是總部位于加拿大的電池制造和工程公司，該公司此前剛推出完整的“高速鋰離子電池制造系統(tǒng)”。

今年2月份，外媒又曝出，特斯拉可能已經收購了一家鋰離子電池專業(yè)公司——SilLion Inc.。

SilLion是一家小型公司，位于科羅拉多州路易斯維爾市，專門研究商用圓柱電池的電池高負荷硅陽極和電極技術。

當然，說它被特斯拉收購，是有一些跡象的。例如，SilLion Inc.取消了其官方網(wǎng)站。該公司的一些員工，研究科學家Simon Hafner，在他的LinkedIn頁面上將特斯拉列為雇主（下圖）。 SilLion的聯(lián)合創(chuàng)始人Daniela Molina Piper和Tyler Evans也在專業(yè)社交媒體平臺上對特斯拉表示了興趣。

資料來源：LinkedIn

有趣的是，目前特斯拉在科羅拉多州路易斯維爾也有“電池技術人員”的工作清單。工作要求尤其包括電極涂層和電池組裝的背景，這表明特斯拉可能正在研究電池創(chuàng)新和電池制造。

綜觀這些，人們可能會猜測特斯拉可能已經收購了（或可能收購）SilLion Inc.。當然，這需要馬斯克在“電池日”揭曉。

（2）招聘員工，生產電池設備

前不久，外媒eletrek發(fā)現(xiàn)了特斯拉正在招聘“電池生產工程師”，從而了解到，特斯拉正在加州的弗里蒙特建設電池試點生產線。

工作描述：

資料來源：eletrek

此外，特斯拉還列出了電池設計人員，分析師和測試人員的工作。

根據(jù)馬斯克的行事風格，在“電池日”直接亮出弗里蒙特的試產產品，自賣自夸一番也說不定。

歐洲方面，特斯拉也在招聘，并透露其將在歐洲進行電池制造擴張的新計劃：負責規(guī)劃管理新的電池制造和設備工程項目的崗位，需要推動新制造設備和工藝的開發(fā)和部署，以及歐洲新電池制造擴張計劃的規(guī)劃和執(zhí)行。

以上種種說明，特斯拉必然自建電池廠，馬斯克可能在“電池日”上揭曉的，是其自建電池廠的具體信息，比如時間、產能、電池技術路線，當然，肯定要對其自產電池的性能和成本大吹大擂一番，并制定個小目標，例如將電池包每千瓦時售價降低到100美元。

要生產電池，相關的技術儲備也是必不可少的。

目前特斯拉可見的大部分電池領域的成果，都來自Jeff Dahn團隊。

在介紹技術成果前，有必要先介紹下Jeff Dahn。

Jeff Dahn

Jeff Dahn及其團隊是特斯拉的電池研究合作伙伴。2015年6月，特斯拉就與Jeff Dahn所領導的25人研究團隊簽訂了為期5年的獨家合同，而雙方的正式合作已于2016年6月正式啟動。

猜想三：

公布新型電解液添加劑效果及應用前景

通過歐洲專利局官網(wǎng)發(fā)現(xiàn)，特斯拉申請的專利中，發(fā)明人有Dahn署名的專利多達16項，均與電解液/電解質相關。這其中提到了應用于高鎳正極材料的多種電解液有機添加劑。這些專利的創(chuàng)新之處在于建立了雙添加劑體系用于鋰離子電池，以低廉的價格，提高電池在高溫和高電壓工作環(huán)境下的長周期循環(huán)性能。值得注意的是，專利中的研究體系使用的是多種高鎳NMC正極材料和石墨負極材料的組合，鈷含量在20%（如NMC622）。

資料來源：歐洲專利局官網(wǎng)

猜想四：

公布Maxwell的干電極技術進展及應用情況

2018年，Maxwell的化學家和電池科學家在發(fā)表的一篇論文中描述了他們先進的涂層技術：

“與傳統(tǒng)的漿料澆鑄濕法涂覆電極不同，Maxwell的DBE具有顯著的高負載能力，并能生產出厚的電極，可用于高能量密度的電池，而不會影響物理性能和電化學性能。Maxwell的DBE的放電速率能力比濕式涂層電極好。Maxwell通過生產堅固的卷狀自支撐干式涂膜電極膜（具有出色的長期電化學循環(huán)性能），展示了可擴展性，并制造了大于10Ah容量的大型軟包電池原型?！?/p>

Maxwell產品

Maxwell聲稱，干電極相比濕電極可以將成本降低20%。同時在干燥設備投入，廠房占地面積上，也會獲得收益。

在壽命方面，Maxwell聲稱其電池技術在將近1500次循環(huán)后可保持近90％的容量保持力。

按照特斯拉電池組使用情況來看，大約每周充電一次即可（根據(jù)使用情況而定），這意味著可以正常使用將近30年，之后容量下降到其原始容量的90％左右。

此外，Maxwell還聲稱，其電極在當前的演示電池中能實現(xiàn)超過300 Wh / kg的能量密度，并且他們看到了通往500Wh/kg以上的道路。

需要說明的是，干電極技術和干電池（采用糊狀電解液）或者固態(tài)電池（固態(tài)電解質）是兩個概念。雖然固態(tài)電池是行業(yè)熱門研究方向，也有一些企業(yè)表示將在未來一兩年量產。特斯拉高層也曾表示過看好固態(tài)電池。不過，現(xiàn)在沒有證據(jù)表明，特斯拉擁有固態(tài)電池技術。

猜想五：

宣布獲得離子液體+高鎳NCM的高能電池技術

離子液體+硅負極的高能電池技術屬于前述的SilLion Inc.公司所有。

2018年1月份，前文所述SilLion Inc.公司聯(lián)合創(chuàng)始人Daniela Molina Piper和Tyler Evans等人發(fā)表了《Ionic liquid-enabled high-energy li-ion batteries》（《離子液體高能鋰離子電池》）的美國專利。

如果特斯拉收購了該公司，就獲得了這一技術。

簡單來說，SilLion的技術解決的問題是高鎳正極材料（或富鋰錳正極材料）的衰減問題和高電壓、高溫度工作的穩(wěn)定性問題。在他公開的專利信息中，使用了NMC811材料作為研究對象。

猜想六：

發(fā)布“無鈷”方向

前文中特斯拉的相關研究，都指向了高鎳材料，在2019年2月，達爾豪斯大學Dahn團隊發(fā)表了一篇論文《Is Cobalt Needed in Ni-Rich Positive Electrode Materials for Lithium Ion Batteries?》（《鋰離子電池的高鎳正極材料中需要鈷嗎？》）更為“尖銳”學術論文，直接“否定”了鈷的存在價值。

論文認為，在安全性方面，相比鎂、鋁、錳等元素，鈷在抑制材料相變的過程中，并沒有實際作用，同時，鈷也不能顯著的降低電解質在高溫下的活性水平，因此在高鎳NCA（鎳含量>90%）材料中，鈷是一種不必要的材料。

第二，高鎳NCA（鎳含量>90%）可以和鋁、錳或鎂很好的匹配，表現(xiàn)出較好的電池可逆性和容量，因此證明高鎳材料即使沒有鈷也能獲得較好的性能（如下圖所示）。

資料來源：《Is Cobalt Needed in Ni-Rich Positive Electrode Materials for Lithium Ion Batteries?》

第三，論文作者直接對比了NCA（80/15/05）和NA（95/5）兩種材料，發(fā)現(xiàn)在容量上并沒有什么區(qū)別（如下圖所示）。如果通過涂層等手段（已有其他研究者證明可行），高鎳材料還有進一步的提升空間。由此進一步得出高鎳材料可以不添加鈷的結論。

注：圖b中藍色的是NCA 綠色的是NA 重合，說明兩個容量差不多

資料來源：《Is Cobalt Needed in Ni-Rich Positive Electrode Materials for Lithium Ion Batteries?》

不過，無鈷電池，即便在實驗室驗證無問題，但大規(guī)模生產的可行性和經濟性還需要論證。只是，以馬斯克的行動力，以及偏激進的戰(zhàn)略，從實驗室到商用，或許不會太久。

猜想七：

宣布超長生命周期性能

Jeff Dahn實驗室發(fā)布的測試論文——《A Wide Range of Testing Results on an Excellent Lithium-Ion Cell Chemistry to be used as Benchmarks for New Battery Technologies》（《出色的鋰離子電池化學性能的廣泛測試結果，可作為新電池技術的基準》）。

該論文描述了，Dahn團隊測試單晶NCM正極和新型先進電解質的鋰離子電池情況。測試發(fā)現(xiàn)，這種類型的電池應該能夠為電動汽車供電超過100萬英里（160萬公里），并且在電網(wǎng)儲能中至少可持續(xù)20年。

注：如果將電池保持在 20°C 的平均溫度，這些電池將在 EV 中提供超長的總行駛里程。即使電池持續(xù)在 40°C 下運行，仍可達到10 年壽命，達到 70％的容量，預計總行駛距離為 1,200,000 km。

尤其新型電池可達百萬英里（160萬公里）的結論，可以使特斯拉制造的Model 3的續(xù)駛里程可以和商用卡車一樣長，電池模組的使用壽命可達到30萬英里到50萬英里。這為馬斯克利用自動駕駛功能，提供出租車服務的愿景，提供了理論依據(jù)。

影響：

將打擊大部分車企和電池企業(yè)

如果特斯拉在“電池日”發(fā)布自產電池和相關技術進展的話，對大多數(shù)主機廠和電池企業(yè)的打擊可想而知。

（1）無電池技術主機廠，成本壓力加大

首先，對于大多數(shù)車企來說，并不具備研發(fā)和生產電池的能力，必然有一部分利潤要讓渡給電池企業(yè)，如果采用無模組電池技術，或許讓渡給電池企業(yè)的利潤會更多。

其次，電池企業(yè)供貨不穩(wěn)定，也會導致車企停產，損失慘重。例如，有傳聞稱LG化學讓歐洲幾家車企很苦惱，捷豹、奧迪等不得不停產等電池。

電池商的技術能力和供應能力已經成為主機廠的最大掣肘。

特斯拉之所以生產電池，也是由于和松下在量產和利潤上產生分歧。

馬斯克曾對特斯拉的供應商放言：“如果他們不能滿足特斯拉的要求，特斯拉將自主生產那些零部件。具備可以隨心所欲生產幾乎任何零件的能力對我們是十分重要的，因為這可以減少與供應商之間的風險?！?/p>

可見，自產電池對于控制成本，保證供貨穩(wěn)定及產品質量具有重要意義。

（2）特斯拉自產電池，早晚對松下、LG化學和寧德時代卸磨殺驢

2019年，特斯拉超越比亞迪，成為全球最大的電動汽車制造商。對于電池企業(yè)來說能夠打入其供應鏈，意味著銷量的保障，以及對產品質量的背書。這對LG化學和寧德時代來說，是重大利好。

不過，特斯拉實現(xiàn)電池自供，意味特斯拉由電池的需求方變?yōu)楣┙o方，無論是誰，早晚也是搶不過特斯拉自己的電池廠的。

特斯拉自供電池也可能會帶來示范效應，車企是效仿特斯拉，將電芯生產掌握在自己手中，從而減少對外依賴，所以對 A 股市場電池板塊，短期利好，長期則是偏利空。

（3）國內電池上游企業(yè)可能獲利

對電池企業(yè)不是好事，但對電池原材料供應商來說，就是一件好事。無論誰生產電池，都少不了電池原材料。特別是特斯拉嘗到了本地化的甜頭，在材料方面，也會盡量采用中國供應商。

可以預見的是，國內電池原材料供應商，例如贛鋒鋰業(yè)（氫氧化鋰龍頭、布局固態(tài)電池）、貝特瑞（硅碳負極）、璞泰來（硅碳負極）、新宙邦（Maxwell電容器化學品主要供應商）、當升科技（高鎳正極送樣特斯拉）等企業(yè)，既會因進入特斯拉產業(yè)鏈而分享先進技術紅利，也會受到特斯拉的鯰魚效應而快速提升自身技術與工藝水平。

對于國內車企來說，也不需要過于恐慌。誠然，特斯拉做大做強會搶掉一部分新能源車型的潛在消費者，但它更多的價值是帶動做大整個電動汽車市場的蛋糕。只要國內自主品牌能夠推出有競爭力的車型，就可以承接特斯拉的溢出需求。（完）

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