当磷酸铁锂搭上特斯拉这辆“快车”，电池格局或生变？（深度：研判宁德时代为特斯拉（上海）提供电芯之技术篇）

被忽视了多年的磷酸铁锂电池，终于迎来了新的希望。

特斯拉的核心有二：软件和电池。如今，它在软件方面的的发展正在一条看似畅通的路上前进着，但是关于电池，似乎正在考虑换一条路走。

日前，根据路透社援引知情人士的报道，特斯拉正在与宁德时代就在中国生产的汽车中使用后者生产的无钴电池进行谈判，并且已经进入了最后阶段。此消息一出，特斯拉股价再次突破900美元大关，以917.42美元每股的价格收盘，日涨幅为6.88%，从资本市场的表现来看，特斯拉换电池的举措绝对算得上是一件利好，但是，好在哪呢?

核心还是在于“降本”

早在2018年6月，ElonMusk就曾经在Twitter上表示当时特斯拉电池的含钴量在3%左右，而特斯拉未来的计划是实现去钴化。在电池技术没有得到进一步发展之前，最有效的无钴电池就是我们熟悉的磷酸铁锂。

关于磷酸铁锂电池的优劣势，已经不需要过多的解释，其最大的优点在于低成本，根据国内电池价格的数据，磷酸铁锂电池的成本在0.65元/Wh，而三元锂电池的成本为0.85元/Wh，做一个简单的算术，特斯拉更换电池最直接的益处就是电池成本降低20%甚至更多，而电动车BOM成本中有近40%都被动力电池占据，降低动力电池的成本，也就意味着单车利润的增长和售价的进一步下探。

但是，磷酸铁锂电池的缺点也同样“致命”，那就是质量能量密度，不过这和三元锂电池受钴储量以及价格影响导致的高成本不同，磷酸铁锂的这个缺点，是有办法优化的。根据目前磷酸铁锂电池的最新技术，已经可以通过电芯和电池结构上的升级改进得到一定程度的提升。

图：宁德时代CTP结构

电芯方面，通过高密度的磷酸铁锂材料以及单电芯容量超过150Ah甚至200Ah的大电芯提升综合质量能量密度，同时通过电池结构的改造，比如宁德时代的CTP(CelltoPack)和比亚迪的刀片电池结构提升电池整体的利用效率，再加上特斯拉电池管理系统对于电池电量的把控，磷酸铁锂电池的再一次回到风口也就显得意料之中。

特斯拉哪些车型会使用?

虽然磷酸铁锂电池可以让特斯拉走得更加从容，但未来究竟在多大范围内使用磷酸铁锂电池替代目前的三元锂电池，还存在疑点。

要知道就在上个月，还有报道称特斯拉正在与能源巨头嘉能可商谈长期供货协议，此举也被理解为特斯拉与众车企抢夺钴资源，并且特斯拉在美国市场的主要电池供应商松下为了满足特斯拉Model 3的产能要求刚建了新工厂没多久，在特斯拉自己的电池工厂产能足够支撑其三款产品的出货量之前，特斯拉仍要使用三元锂电池相当长的一段时间，因此，它的去钴化应该只会存在于其国产车型中。

图：特斯拉设立中国设计研发部门

不过，种种迹象表明，特斯拉的国产车型可能不止Model 3和ModelY两种。去年年底，就在特斯拉上海工厂建成之后，特斯拉官方发布了在中国设立设计研发中心的消息，并且公开招募优秀设计人才，打造原创“中国风”的特斯拉，这个比很多造车新势力都更懂中国的美国品牌，很有可能同样在中国布局特供车型，而其目的也显而易见，用更低的价格进一步扩大自己的受众范围，而这款传言定价在2.5万美元左右的车，应该也会大概率使用磷酸铁锂电池，如果到那时还没有更好选择的话。

磷酸铁锂将重返巅峰?

从上个月比亚迪公布“刀片电池”的部分数据，到如今特斯拉和宁德时代讨论磷酸铁锂电池的供应，似乎关于新能源车动力电池的风向，又一次回到了磷酸铁锂电池这里，这是否同样意味着未来的方向呢?

不得不说，磷酸铁锂电池的进展，比我们想象得要大。根据宁德时代提供的数据，其CTP电池包的体积利用率已经提升了15%-20%，同时电池包零部件数量减少了40%，生产效率也提升了50%，并且整体的能量密度已经可以达到200Wh/kg，基本达到了目前主流三元锂电池的水平。

在低温性能方面，CTP技术同样解决了磷酸铁锂电池的劣势问题。根据实验测算，在-30度时仍能有88.4%的容量保持率，这甚至远高于NCM811的78%和NCM523的80%，而在能量保持率方面也达到了70.1%，基本与NCM811和NCM523持平。如果该项技术被证明可批量生产且产能充足，不难想象众多仍在努力寻求盈利的造车新势力应该也会尝试使用该技术来降低成本。

短期看，磷酸铁锂电池及材料确实会出现边际增长，也会持续在低成本电池领域存在可观的需求量，但是从中长期看，解决电动车续航问题的核心仍然在于提升电池的能量密度，因此300Wh/kg以上的高能量密度高镍体系依旧是趋势，包括目前仍在研发阶段的无钴三元材料。

换句话说，磷酸铁锂电池的进一步发展给了低成本电动车领域一个新的出口，但是对于高端品牌车型而言，想要实现性能上的突破，仍然在于三元锂电池以及其他更新的技术上，相比成本，他们显然更注重产品的品质和性能。

总结

关于特斯拉在电池方面的规划，我们会在今年4月的“电池日”上得到更多更全面的信息，在此之前的一切只是猜测，但可以肯定的一点是，磷酸铁锂电池仍然存在更多的可能性，就像传统燃油车分入门动力配置和性能车两个方向一样，电动车的分级也会随着技术的不断成熟，而呈现出越来越清晰的分界线。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

此前，新能源情报分析网刊出《深度：研判宁德时代为特斯拉(上海)提供电芯规制》一文。旨在通过特斯拉与宁德时代对外公布“为数不多”的信息，研判双方合作的焦点与诚意。本文则为新能源情报分析网就特斯拉各款车型技术长短板，深度研判与宁德时代就电池技术合作的可能性。

备注1：最终特斯拉(上海)与宁德时代合作的方式以及交易的电池类型和数量，以当事双方发布官方信息为准。

1、特斯拉电动汽车技术长板：

2013年进入中国市场的特斯拉?Mode S，续航里程从400公里至500公里，搭载两台异步感应电机，适配装载7000余节松下圆柱形18650型钴酸锂电芯构成的一体式动力电池总成。在这一时期，中国新能源市场依旧处于一个“迷茫”状态，量产的电动汽车仅有续航里程300公里的比亚迪e6、续航里程175公里的日产启辰、续航里程150公里的北汽新能源e150EV、续航里程150公里的江淮iEV4、续航里程150公里的长安e30。无论外观、内饰，还是纵置的大屏，都让国人惊叹：原来电动汽车可以这么牛B。

2016年进入中国市场的特斯拉Model X，续航里程500公里至600甚至700公里，搭载两台一步感应电机、适配装载9000余节松下圆柱形18650型NCA(镍钴铝)电芯构成的一体式动力电池总成。这一时期，中国新能源市场全速发展2年有余(自2014年)，主流车型续航里程虽然进化至400公里，但是依旧使用性能提升缓慢的风冷散热的磷酸铁锂电池。

2019年进入中国市场的特斯拉 Model 3，续航里程保持在500公里，搭载一台永磁同步电机和一台异步感应电机、适配4000余节松下圆柱形21700型NCA(镍钴铝)电芯构成的一体式动力电池总成。这一时期，中国新能源市场全速发展5年，主流车型续航里程普遍提升至500-600公里，并使用性能更好、带有液态热管理策略的方形或软包NCM(镍钴锰)动力电池。

2020年有中国上海制造的特斯拉Model 3，在同步美国制造的特斯拉Model 3全部技术状态同时，进一步将整车售价下探至30万元区间，直接与续航里程600公里级的国产主流车型竞争市场份额。

从技术状态看，2008立项、2010年定型、2012年量产的特斯拉?Mode S，使用的异步感应电机摆脱中国对稀土出口管控的短板;全铝车身(包括悬架)直接强化了整车层面的轻量化;松下提供的18650型钴酸锂电芯构成的一体式动力电池总成和液态热管理策略，都成为特斯拉通杀全球汽车市场的黑马。

不过，特斯拉?Mode S适配的异步感应电机与同时期国产电动汽车适配的永磁同步电机，从根本上存在着技术差距。异步感应电机体积大、能耗高，永磁同步电机体积小、能耗低，最重要的是，制造永磁同步电机所必需的的战略物资稀土，是欧美国家短缺的，却是中国富足的。

从特斯拉?Mode S适配的18650型钴酸锂电芯，至特斯拉Model X适配18650型NCA(镍钴铝)电芯、再到特斯拉Model 3适配21700型NCA(镍钴铝)电芯;从特斯拉Model 3的全铝车身、至特斯拉ModelX的全铝车身优化、在到特斯拉Model 3即将使用“多合1”全铝车身大总成，意味着马斯克在优化电池系统的同时，对整车层面的轻量化和低成本的要求更加严格。

特斯拉的技术长板，不仅仅局限于电池系统的提升、还有整车层面的轻量化、多系统的整合以及持续降低的制造成本。

2、特斯拉电动汽车技术短板：

前文提及的特斯拉的技术长板没有问题，然而从另一方面看这也是技术短板所在。在长续航里程的大趋势下，特斯拉更换了2种电芯，以至于在售车型出现了2种规格、2种材质的圆柱形电芯构成的动力电池总成。马斯克也正是为了增加续航里程这一终极目的，围绕着整车、电驱动和动力电池，三大分系统进行持续不断地技术提升。不过，整车、电驱动和动力电池三个层面的技术提升，也构成了特斯拉技术短板、甚至是致命的节点。

整车层面，特斯拉车型适用的是全铝车身架构，并且前后悬架(包括副车架)、驱动电机悬置、动力电池总成外壳体，都是用铝合金材质。全铝合金的整车架构对于容纳5000余节、7000余节、甚至9000余节圆柱形18650型或21700型电芯构成的一体式动力电池，可以有效的“稀释”通过“增加电池电量获得的续航里程”。

电驱动层面，整车立项、定型、量产与2012年的特斯拉?Mode S适配的前后各一组异步感应电机实属无奈，虽然0-100加速比肩甚至超过了售价“百万级”美元的法拉利、兰博基尼等超级跑车。但是综合百公里电耗增加，部分原因是整车自重导致，全“油门”加速消耗，还有就是先天高能耗的异步感应电机自身导致。实际上，在2010-2012年量产前，特斯拉在全球范围几乎找不到可大规模量产、且成本控制更好的永磁同步电机。2016年上市的特斯拉ModelX依旧适配特斯拉?Mode S上使用的2组异步感应电机。2019年上市的特斯拉Model 3适配前永磁同步电机、后异步感应电机，有效的降低百公里电耗大的问题(不过，这也是因为定位更低端、售价更便宜的特斯拉Model 3，主打续航而不是性能原因有关)。

动力电池层面，与选用异步感应电机的原因大体相同，在2012年之前，马斯克在全球范围几乎很难找到一家可以大规模量产、成本控制更好的车轨级锂电池供应商。

当然，18650型钴酸锂电芯已经被淘汰、18650型NCA(镍钴铝)和21700型NCA(镍钴铝)电芯，成为特斯拉的主要装车电芯。

可是，马斯克围绕增加续航里程，在全铝车身持续的轻量化、永磁同步驱动电机和21700型NCA(镍钴铝)电芯的换装，却构成了重大安全隐患。

以往50余宗特斯拉系电动汽车，在停放、行驶、充电及碰撞工况，发生的自燃、燃烧、二次燃烧及爆炸的50余宗事故中，轻量化显著的全铝车身几乎都被烧成残骸。寻车网

需要注意的是，在停放、充电、行驶或碰撞工况引发的自燃、燃烧、二次燃烧及爆炸事故，多集中在装载松下提供的18650型电芯的特斯拉?Mode S车型。而使用松下提供的18650型电芯的特斯拉Model X，则出现碰撞引发的燃烧事故和铝合金材质悬架断裂的事故。上市只有1年，使用松下提供的21700型NCA(镍钴铝)电芯的特斯拉Model 3，尚未爆出燃烧或爆炸事故。

宗合多方信息看，源自动力电池的安全短板，使得原本轻量化效果显著的全铝车身设定，成为安全事故加重的载体。而能耗较大的异步感应电机的适配，提升了通过“堆积电池电量”换取续航里程增加、降低整车安全性的矛盾程度。

由此可见，特斯拉的全铝车身、异步感应电机和圆柱形18650型和21700型电池系统的引入，反而在现在这个相对时期内，成为技术短板。

备注：在中国新能源市场被归类为“造车新势力”的蔚来量产第一款车ES8，几乎“高仿”特斯拉S的全铝车身和前后异步感应电机设定。而最大不同的是ES8搭载的宁德时代提供的方形NCM(镍钴锰)三元锂电池系统。不过，在2019年早些时候连续发生4宗的燃烧事故中的其中1宗，ES8燃烧后仅存的残骸凸显了全铝车身的弊端。

3、如何发挥长板规避短板?

从2013年特斯拉?Mode S进入中国市场，至2020年中国新能源市场爆发的7年时间，特斯拉的技术提升程度与市场争夺是显著的。可是，同时期，北汽新能源、上汽新能源、比亚迪、吉利新能源、长安新能源和江淮新能源，受政策红利的支撑，无论车型、电驱动和动力电池技术发展增速更加显著。

除传统车厂的江淮新能源和归纳为“造车新势力”的小鹏，坚持采用圆柱形NCM(镍钴锰)电池系统;比亚迪、上汽新能源、吉利新能源、长安新能源、北汽新能源以及其他车厂，都坚持采用方形或软包NCM(镍钴锰)电池系统。

纵观2014年-2020年，中国本土品牌推出的诸多主流电动汽车发生的燃烧事故，并未有人员伤亡报告。反而，随着动力电池技术及热管理策略的快速发展，整车主动安全和动力电池被动安全设定愈加成熟。

对比同时期存在国外和国内市场的特斯拉系电动汽车发生的诸多安全事故看，整车燃烧和爆炸，伴随着人员死伤。马斯克坚持认为特斯拉系电动汽车较传统车更加安全，然而却在后续车型上的安全技术的引入更加丰富。

另外，全球范围新能源市场增速最大的中国市场，几乎都被方形和软包NCM(镍钴锰)电池技术及磷酸铁锂电池垄断。而坚持方形或软包NCA(镍钴铝)电池技术的日本和南韩系电池厂，由于装车量的不对等，使得市场态势持续走低。

简答的说，装车量持续激增的方形和软包NCM(镍钴锰)电池系统，与增速缓慢的方形和软包NCA(镍钴铝)电池系统，以及被特斯拉坚持使用和极少中国品牌使用的圆柱形(18650型和21700型)电池系统的市场前景远不如方形和软包NCM(镍钴锰)电池。换句话说，定位与伺服数码产品圆柱型电池系统，在装车量激增和成本走低，将于定位于车规级方形和软包NCM(镍钴锰)电池系统愈加难以抗衡。

在售的特斯拉甚至即将推出的Y，依旧使用“江河日下”的圆柱形NCA(镍钴铝)电池系统，就是一件很不明智的选择了。况且，松下已经不愿意为特斯拉增加圆柱形18650型或21700型单芯的产量，以至于马斯克与南韩LG化学(南京工厂)签署合作协议采购21700型NCA(镍钴铝)电芯，弥补上海工厂特斯拉Model 3的供应。

SO，特斯拉(上海)与宁德时代的合作，且采购非圆柱形电芯的可能性十分大。甚至，极有可能采购宁德时代引以为傲的CTP电池技术。

笔者有话说：

特斯拉Model 3的动力电池总成内部的21700型NCA电芯全部由填缝剂填充，用于热传递和抑制热失控。从技术角度看，特斯拉Model 3的21700型NCA(镍钴铝)电池系统，与宁德时代推出的CTP(无模组)电池技术高度相似。都是通过取掉模组，降低自重、简化结构、换取更高的能量密度已获得续航里程的延展。

鉴于，特斯拉(上海)与南韩LG(南京)工厂达成采购电池系统合作协议，基本上可以排除同时向宁德时代采购圆柱形电池系统的可能性(宁德时代也没有圆柱形电芯及延伸产品)。

通过排除多种可能性看，马斯克或为由上海制造且尚未量产的特斯拉Model Y，向宁德时代采购相对圆柱形松下电池系统更安全的方形或软包电池系统。结合宁德时代力推的以非提升电芯密度，通过优化结构换取总体能量密度的CTP电池技术看，特斯拉Y换装宁德时代CTP电池系统的可能性很大。

未完待续。。。

文/新能源情报分析网宋

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

【太平洋汽车网】特斯拉采用的是三元锂电池，长续航版电池包(PACK)规格，把三元电芯换成了磷酸铁锂，整车自重由1614kg增加到了1745kg，电池总容量从52kWh来到了55kWh，最终保证了续航里程。

磷酸铁锂还是三元锂?这一度是新能源车界的一个热门话题。在此前以长续航、高能量密度为主导的补贴政策下，安全性较高但能量密度较低的磷酸铁锂电池一度“遇冷”，相反能量密度较高的三元锂电池则备受市场青睐。但在近一段时期以来，磷酸铁锂电池却开始了“逆袭”。现在，连业界大名鼎鼎的特斯拉也开始弃“三元锂”投奔“磷酸铁锂”了。

近日，特斯拉在三季度投资者交流会上表示，对于标准续航版Model3和ModerlY，全球范围内都将改用磷酸铁锂电池。这标志着，当全球头号新能源车巨头面对激烈的市场竞争而开始转变市场策略的时候，属于磷酸铁锂电池的时代已然来临。

亮眼业绩报表出炉特斯拉加速布局磷酸铁锂电池成效如何?与之相互印证的是，近日新鲜出炉的特斯拉三季度财报似乎给出了一个很好的解答，今年三季度业绩刷新了特斯拉有史以来的最好成绩。

特斯拉财报数据显示，其三季度实现总营收137.57亿美元，折合人民币约为875.57亿元，同比增长57%。此外，三季度特斯拉净赚了16.18亿美元，折合人民币约为103.45亿元，同比增长高达389%。相比国内各大厂商还在“烧钱”造车，特斯拉已经实现了连续九个季度的盈利。

值得注意的是，今年第三季度特斯拉在中国市场实现收入达31.13亿美元，同比大增78.5%。前三季度特斯拉在中国区共实现营收90.15亿美元，约占特斯拉全球收入比例达25%，中国市场成为仅次于美国的第二大市场。

(图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽)