大神说车：蜂巢能源加入战局，无钴电池到底有多香

特斯拉CEO埃隆·马斯克（Elon Musk）已经放了电池界两回鸽子了。

受疫情影响，原计划于4月中旬举办的特斯拉“电池日”，已从5月延至了6月。“电池日”是特斯拉将举行的投资人大会，会上将公布过该公司在电池领域的重大进展。

业内最关心的莫过于当天宣布有关电池成分的信息。

动力电池无钴化，引起了行业地震。从上游的钴原料企业、中游的正极材料厂商，到下游的三元电池公司。

路透社2月18日报道称，特斯拉正与宁德时代商谈，将在上海工厂生产的电动 汽车 使用无钴电池。

翌日收盘，在刚果（金）拥有钴矿的中国钴业巨头寒锐钴业（300618.SZ）、华友钴业（603799.SH）跌停，洛阳钼业（603993.SH）跌9.9%。

全球最大钴业巨头嘉能可的股价在2月19日小涨至232便士后震荡下跌，3月23日的股价已对半腰斩至112.5便士。随后始终未回到200便士以上。

据彭博社报道，特斯拉与嘉能可在商谈长期合同，为上海工厂供应钴。

2019年，特斯拉进入中国，用11个月在上海建立了超级工厂，特斯拉Model 3由此开始国产化。松下、LG化学和宁德时代（300750.SZ），是特斯拉在中国市场的电池供货商。

一边要钴，一边去钴。多位业界人士对界面新闻谈及此事时认为，这正是马斯克的高明之处，一直将谈判的主动权掌握在自己手中。

马斯克“要钴”，是因为现在的三元电池生产还离不开钴，“去钴”是由于想要降低电池成本。

电池作为新能源 汽车 的“心脏”，约占整车成本的三到四成。

三元锂电池和磷酸铁锂电池，是目前电动 汽车 最常用的两种锂离子动力电池。前者能量密度高，续航能力强；后者安全性好，成本低。

作为三元电池正极材料中最昂贵的“一元”，钴的作用主要是稳定材料层状结构、提高材料循环和倍率性能。因为钴的使用，正极材料超过三元电池成本的40%。

目前，全球近七成的钴供应来自刚果（金），每吨钴的价格高于3万美元。

钴的稀缺性、刚果（金）政策的不稳定性，以及头部企业的限产保价政策，都会卡住新能源车企和电池企业的脖子。

西南证券的研报显示，低钴或无钴的三元电池量产后，成本可降低30%。

三元电池无钴化，是车企和电池企业的共同目标。

马斯克此前称，特斯拉将继续改进技术，争取在下一代电池中完全抛弃钴，改变“带血的电池”的名声——刚果（金）允许使用儿童非法采挖钴的行为。

松下是少数采用NCA技术路线的全球电池巨头。该技术是高镍低钴的代表，含钴量约5%。

代表高镍低钴方向的还有NCM811电池，含钴量约7%；普遍应用的NCM523电池，含钴量则约12%。

根据正极材料聚合物元素的不同，市场上的三元电池分为NCA和NCM电池。NCA代表正极材料使用镍钴铝酸锂，NCM使用的是镍钴锰酸锂，“523”、“811”代表镍钴锰三种元素的配比。

5月11日，宁德时代董事长曾毓群在网络业绩说明会上称，宁德时代有自己的无钴电池技术储备，目前研发进展顺利，“是一个全新的、颠覆性的产品”。

在这场去钴运动中，磷酸铁锂电池成为最大受益方之一。

在特斯拉和宁德时代商量使用无钴电池的第二日，磷酸铁锂电池板块股票湘潭电化（002125.SZ）、德方纳米（300769.SZ）、合纵 科技 （300477.SZ）录得涨停。

国内生产磷酸铁锂电池的企业包括比亚迪（002594.SZ）、国轩高科（002074.SZ）、宁德时代等。

磷酸铁锂正极材料中不含钴，成本只占电池总成本的不到15%。

信达证券的数据显示，三元电池NCM523的总度电成本为724.91元/kWh，较磷酸铁锂电池的612.4元/kWh高出18.4%。

但巨头们现在讨论的无钴电池，并不是在市场上应用成熟的磷酸铁锂电池。

磷酸铁锂电池虽然稳定且便宜，但其能量密度低，若安装在 汽车 上，重量几乎比三元电池多出一个成年人。

这意味着，它的续航里程差强人意。市面上使用磷酸铁锂电池的电动车，续航里程约为200公里。

这显然无法与三元电池400多公里的续航能力相提并论。

再加上中国政府对装载三元电池新能源电动车的补贴，磷酸铁锂的市场空间，从电动车发展初期的绝对主流，被压缩到现在只占国内市场的不足三成。

为解决这一痛点，电池企业开始研发新技术，以增加磷酸铁锂电动车的续航能力。比亚迪推出刀片电池，宁德时代研发了CTP（cell to pack，无模组动力电池包）技术。

在国家级某重点材料研究单位任职的沈浩看来，这些方法是通过优化电芯尺寸、简化系统和模组等减重方式，以提高磷酸铁锂电池的能量密度。

三元材料基础上的无钴电池，到底是什么样的？

“无钴化后，材料的组分会发生很大改变，正极材料也许会变成二元或四元材料，但基本结构仍然不变。”任原对界面新闻称。

二元材料指的是镍锰酸锂，四元材料指镍钴锰铝（NCMA）聚合物。三元材料镍钴锰（NCM）去掉钴，即变成了二元材料镍锰酸锂。

“尖晶石结构的镍锰酸锂，属于5伏级高电压方向。“墨柯称，对比目前3.7伏级的三元材料，由于电压增加，电量也相应增加。

但墨柯认为，镍锰酸锂二元材料最大的问题是，找不到与之匹配的电解液体系。

“现有的电解液体系会被分解，电池会失效。”墨柯说。

前身为长城 汽车 动力电池事业部的蜂巢 科技 ，在5月18日称，推出了薄片式无钴电池。

它用层状材料镍锰酸锂，代替了三元电池正极材料商用的钴酸锂。

墨柯称，层状镍锰酸锂属于高容量方向，是在层状镍钴锰（NCM）酸锂的基础上去钴。

但墨柯认为，目前三元去钴还到不了实用阶段，连松下、LG化学等最强的电池巨头尚做不到“去钴实用”。

前述正极材料企业高管称，无钴电池的说法并不准确，“无钴化”电池只是一个研究方向。

该人士称，目前特斯拉电池厂的正极材料含钴量并不低，约为6%-7%。

“特斯拉希望下一代三元电池的含钴量不超过3%甚至降为零。”该高管称，但即使是低钴的三元电池，要实现大规模商用，最快也要两三年后。

任原亦表示，无钴化材料能否在电动车上得到规模化应用，还需要更多数据才能下结论。

与业内传闻相比，相关企业的产业布局，更能反映市场真貌。

中国钴业三巨头目前并未对各自的钴板块作出调整。

钴业占营收七成以上的寒锐钴业，在4月8日的网络业绩说明会上称，短期内，三元锂电池依然是动力电池的主流技术方向之一，公司将始终立足于钴产品主业。

“随着新能源 汽车 渗透率的不断提高，即使在三元电池低钴化的背景下，预计新能源 汽车 对钴的需求仍将增加。”寒锐钴业董秘、副总经理陶凯称。

更多企业将 探索 转向了高容量材料。

前述正极材料高管认为，高镍低钴是三元电池未来的一个实操方向。

任原也认为，采用高镍材料是业界比较认可的提升电池能量密度的技术路线之一。

LG化学、宁德时代、比亚迪、国轩高科、格林美等企业，均在布局镍钴锰铝（NCMA）电池材料。

这一四元正极材料的原理是，在镍钴锰正极聚合物里加入铝元素，抑制高镍的不稳定性，三元变为四元材料，逐渐实现低钴化。

钴业巨头之一的华友钴业，也已在印尼投资了镍金属和正极材料项目，其6万吨的镍金属项目有望今年投产。

此外，电池企业也在将三元电池向高镍低钴的NCM622、NCM811配比产品转变。

宁德时代称，NCM811电池出货量已占其总出货量的20％。

新时代证券的研究报告认为，相比普通三元材料，高镍三元材料有三大壁垒：在前驱体制备、 正极材料烧结和生产环境方面要求相对苛刻；高镍三元材料进入电池厂商的技术门槛、认证时间以及认证难度都在提升；要对正极材料进行掺杂改性以及表面包覆处理，且需要适合的高镍电解液进行匹配。

任原还表示，三元材料中，提高镍的含量，会降低循环的稳定性，安全性风险会加大。

“高镍材料的电池循环稳定性，可以通过优化材料结构、表面包覆等手段实现，安全性可以通过开发配套的不燃电解质、优化电池结构、添加过充保护、优化热管理系统等方式提升。”任洁称，但这些技术较为复杂，实现高镍材料的大规模应用，还需要学术界和企业界共同努力。

这意味着，目前商用的三元电池仍离不开钴。

至于特斯拉会在电池日上曝出什么大新闻，业界只能根据马斯克此前的只言片语作出猜想。

美国电动 汽车 新闻网站Electrekc称，特斯拉很可能在电池日上公布其“路跑者”（Roadrunner）自主电池项目，该项目以降低电动 汽车 的生产成本为目的；特斯拉也可能推出装着新电池的Model S车型，以及宣布将在哪些工厂生产新电池。

（应采访对象要求，文中沈浩、任原为化名）

从比亚迪刀片电池的亮相和针刺测试的成绩，到宁德时代的回应，不管出发点几何，动力电池发展过程能够形成技术性突破，这都算是好事一件。

但针刺话题并非今儿的重点，谁比谁好，谁好到哪个程度才是今儿的方向。电池市场垄断能够被打破，企业间走向多元化竞争才是一种良性的市场环境。

当下，高成本的三元锂电池依旧是限制电动车发展的关键因素之一，降低动力电池生产成本，提高能量密度等问题同样不容忽视。

新能源 汽车 产业在国内快速推进与发展下，宁德时代顺势搭乘了这趟快车，又因国内政策的扶持和宁德时代自身的实力，宁德时代在动力电池这块显然已是各大 汽车 厂商互相争抢和合作的第一对象，伴随着市场份额的增长，这几年做到了全球动力电池装机量第一的位置。

2019年，国内动力电池装机量约为62.2GWh，同比增长了9.3%，其中宁德时代以31.71GWh的装机量继续领跑第一，市场占比达到51.01%，实现绝对领先优势。

比亚迪以10.76GWh的装机量位居第二，市场占比为17.3%。国轩高科以3.31KWh装机量位居第三，像力神、孚能、比克、亿纬等则位列其后。

以全球市场动力电池装机量来看，2019年宁德时代以32.31GWh的装机量连续3年夺得全球第一。

松下以装机量29.11GWh夺得全球第二，第三则是LG化学，动力电池装机量为13.95GWh，比亚迪则以10.78GWh的装机量位列第四。

不过时间来到2020年第一季度，动力电池的市场份额发生了微妙的变化，多年连续第一的宁德时代以17.4%的市场份跌落至第三。

第一和第二分别被27.1%的LG化学跟25.7%的松下所拿下，去年同期，宁德时代市场份额达到23.4%。

宁德时代动力电池装机量在第一季度之所以存在较大幅度的下滑，一来是受国内疫情影响，停工停产、装车量减少和市场销售都出现了大幅滞后现象。

此时宁德时代95%的市场份额都由国内市场贡献，所以对宁德时代造成了较大的冲击，上汽、东风、吉利、宝马、蔚来、东风等车企都是宁德时代的主要客户。

LG化学动力电池市场份额的增长不仅在于国产Model 3的落地与交付，国外奥迪e-tron、雷诺Zoe销量增长也带来了不少贡献。

不过随着2月份国内逐渐复工复产，3月份开始冲刺，在第二季度宁德时代的的市场份额预计会得到大幅提升。

LG化学俄亥俄州工厂

当然，有人欢喜有人愁，在全球动力电池装机量的市场份额来看，LG化学绝对是后来者居上，但同样作为特斯拉动力电池供应商的松下则出现了一丝小尴尬。

这边LG化学因为收到特斯拉更多的订单，正如火如荼地生产，以满足特斯拉持续增长的装机量需求。

那边宁德时代与特斯正式开展合作，配合度也很高，抓住特斯拉这个大客户对于动力电池厂家而言绝对是一大利好。

此时，松下的局面就略显尴尬，不管是先期的18600圆柱形电池还是现在的21700电池，松下一直都是特斯拉合作紧密的伙伴，之前也是特斯拉唯一的动力电池供应商。

但是按照松下扩充产能的前提条件是“实现盈利”的情况来看，显然松下与特斯拉合资位于美国内华达州的超级工厂并未能实现盈利。

当前松下工厂32GWh的年产确实无法满足特斯拉35GWh年产能的需求，因此松下跟特斯拉也出现了合作上的分歧。

松下内华达州的超级工厂

另外，特斯拉一直想自己做电池，把最大主动权和话语权掌握在自己的手中，这点是公开的秘密，把命运掌握在自己手上要比希望寄托于别人显然更靠谱，并且特斯拉做电池的技术路线将会是固态电池。

但是按宁德时代董事长曾敏群表述来看，真正的固态电池需要用到金属锂作为负极，唯此方能提高电池能量密度，实现更高的续航。

所以当下车规级固态电池的能量密度还不如锂离子电池，而宁德时代除了三元锂电池之外，也有自己的磷酸铁锂电池跟正在研发的全固态电池技术方案。

所以合作伙伴能够提供充足的产能，并提供不错的动力电池解决方案，这对于特斯拉而言也会降低更多顾虑。

好消息是，在2019年财报会上，松下在去年的三四季度已经实现了盈利，面临着当下特斯拉加大力度与LG化学跟宁德时代的紧密合作，尴尬的氛围逼得松下放低了姿态，并在今年3月份表示内华达州超级工厂为年产能35GWh做好了准备。

在我们熟知的领域中，动力电池有磷酸铁锂电池和三元锂电池，磷酸铁锂作为早期以及现在主要的电池类型之一，低成本、高稳定性以及高安全性一直都有着比较大的优势。

但是随着更多车企入局电动车领域，提高能量密度、增加续航里程、并实现更快的充电速度，已经成为一大需求，此时三元锂电池则是大家首选的解决方案。

但是成本过高的代价一直是三元锂电池的一大劣势，也直接导致电动整车售价高居不下的问题。

为了控制成本，NCM523和622的三元锂电池（镍钴锰比例）成为很多车企入门的选择。

当下不少15万级以下和插混等新能源车都选择NCM523或者NCM622型号的三元锂电池，以达到控制成本和续航的平衡。

NCM811电芯作为宁德时代明星级别的产品，已经成为蔚来、小鹏等众多车企采购的对象，相比起523和622，811电芯能够在不改变电池体积的前提下，实现更高的能量密度，有着更高效的充放电。

因此，减小电池包对整车空间侵占、提高充电功率、降低充电时间成了811的优势，由宁德时代供应的 三元锂电池中，NCM811电池的出货量在20%左右。

但是三元锂电池里头钴含量的高低对正极材料成本有着很高的影响，作为贵金属，刚果地区贡献了全球一半以上的产量。

在全球对钴生产量需求越来越高的情况下，供不应求的市场现象跟价格的波动，都对动力电池厂家的采购跟动力电池成本的产量有着很大的影响，也直接影响着主机厂产品推出的节奏。

所以，“无钴化”是现在大家寻求改变的方向，而磷酸铁锂电池的“无钴”身份也让它迎来了第二个春天，众多动力电池厂家也开始将“无钴化”作为自己新的发展目标。

就拿5月18日蜂巢能源发布的两款“无钴电池”来讲，一款是基于590模组的电芯设计，由14个模组组成，容量为115Ah，可达96度电，能量密度可做到245Wh/kg，续航里程可达600km。

这款无钴电池能够实现15年120万公里的质保，超长的使用寿命免去电池寿命短的担忧，并将于2021年6月份推出市场。

另一款L6薄片无钴长电芯体积要比590模组的电芯大一些，容量有226Ah，能量密度为240Wh/kg，电量可达135度，并采用CTP的PACK方案，续航里程可达880km，2021年下半年推出市场。

蜂巢能源推出无钴电池，正是考虑到全球钴产量有限，且市场需求超量导致的一系列问题，所以，无钴电池可以规避这一问题。

加上蜂巢无钴电池具备更高容量、更长寿命、安全性性更好的特性，还提升了电动车续航能力和电池衰减，即使它就是磷酸铁锂电池的“改良”或者“换代”版本，但“无钴”和“低估”也是整个行业降低对钴元素依赖的重要解决途径之一。

只不过这种途径当下并不能彻底解决问题，毕竟国内三元锂电池的市场占比达到72.8%，磷酸铁锂仅22.93%，三元锂电池依旧是市场主流。

在未来相当长的一段时间内，三元锂电池将继续扮演重要的角色，毕竟811电芯才开始起步不久，在技术上还有需要完善的地方，例如更好的热失控管理等，车企花费大力气攻克下的新产品自然不会因为无钴电池的出现就立刻断送这款重磅产品的命运。

何况宁德时代也有自己无钴电池的技术路线，之后将为特斯拉提供无钴电池也已经是板上钉钉的事情，宁德时代也不会自家无钴电池的推出，而绞杀了NCM811产品线。

所以无钴电池以目前的市场体量跟技术发展情况来看，未来还是会以高阶的主流产品存在，并受到大家的青睐，价格有优势的无钴电池或许会成为523等三元锂电池的替代方案之一。

比亚迪刀片电池

与此同时，像LG化学等动力电池生产厂家有意将未来的新产品研究方向像NCMA技术方向转型，在降低了70%的钴元素之后，还能降低成本，让电池成本控制在100美元/KWh内。

不管是“无钴化”，还是“低估化”，动力电池始终是制约新能源车发展的重要因素，各大车企也意识到了问题的重要性。

所以特斯拉想要自己造电池、比亚迪能自己造电池、大众选择跟国轩高科合作，并互签了《国轩高科股份有限公司非公开发行A股股票之附条件生效的股份认购暨战略合作协议》，大众占股26.47%。

另外，宝马选择跟宁德时代合作、奔驰选择跟孚能合作……从这些车企对动力电池的加码，来增加自身电池供应话语权显得尤为重要，因为大家也知道，在这场电气化的战争中，不被牵制和制约，才能掌握最大的胜算。

动力电池“无钴化”是新技术方向，各动力电池厂家“低估”和“无钴”的方案也在跟进，但三元锂电池依旧是当下的重点技术路线，“无钴”电池的发展还需要时间验证，但毫无疑问，解决动力电池供应链问题是车企们的需要攻克的重点之一。

9月28日，北京新能源车展开幕首日，特斯拉电池日过去的四天后，蜂巢能源发布无钴电池家谱，E&H两大平台可实现A00-D级车型全场景应用，可覆盖300至800+公里车型。

在发布会上，蜂巢能源官方透露：长城 汽车 正在规划续航700km的纯电A级车和续航600+km的纯电SUV。

在正在进行的2020北京车展上，几乎所有的车企都推出了自己的新能源技术和量产车型。中国动力电池新势力公司蜂巢能源在9月28日的新能源展馆，发布了无钴电池产品的规划，开启无钴产品家族的全球首秀。

双平台无钴电池覆，盖300-800公里全系车型

蜂巢能源的无钴电池产品分为E平台和H平台，共规划四款产品，分别是容量为90Ah的VDA 1.5x（尺寸为39x148x102.5mm）无钴电芯、容量为115Ah 的VDA 2x（尺寸为52x148x112mm）无钴电芯、容量为115Ah的MEB 1.5x（尺寸为33.4x220x102.5mm）无钴电芯和容量为226Ah的L6（尺寸为21.5x574x118mm）无钴电芯。

E平台和H平台所诞生的无钴电芯在材料技术上有所不同。E平台电芯材料主要采用高浓度阳离子掺杂和纳米网络化包覆、微观粒径控制、嵌锂路径优化，2021年容量160mAh/g，2023年提升至170mAh/g；H平台电芯材料则主要采用纳米网络包覆技术、单晶化技术、阳离子掺杂的氧八面结构，2020年容量180mAh/g，2022年能提升至185mAh/g。

蜂巢能源H平台和E平台所生产的无钴电芯，对应的是不同的车型定位市场，覆盖从300-800公里以上的全系车型，可实现从A00-D级车型上的全场景应用，并支持全品类终身质保。

H平台主打中高端市场，800km长续航，具备替代三元高镍的能力

H平台的115Ah无钴电芯（标称容量）和226Ah（标称容量）无钴电芯，对应中高端车型和高端车型，目前已经具备了在长里程车上替代三元高镍的性能水平以及成本竞争力。115Ah无钴电芯能量密度245wh/kg、大于3000次循环的寿命，相比同级高镍三元电池，可实现能量密度提升2%、寿命延长50%、成本降低8%。

115Ah无钴电芯搭载于长城 汽车 规划的纯电A级轿车中，续航将达到700km，而搭载于纯电SUV中，可实现600+km的续航。

226Ah电芯采用蜂巢能源第三代高速叠片工艺，能量密度235wh/kg、大于3000次循环的寿命。

相比同级的高镍三元电池，能量密度提升1.7%、寿命延长50%、成本降低12.5%，在先进的矩阵式 PACK 设计支持下，可实现整车最长续航突破800公里的优秀水平。

E平台主打经济车型，具备替代磷酸铁锂电池能力

E平台的90Ah无钴电芯（标称容量）和115Ah（标称容量）无钴电芯，主要应用中里程车型，两款电芯循环寿命可达到4000次以上，相比同容量磷酸铁锂电池能量密度提升20%，并降低17%的成本。

E平台的无钴电芯在中里程的车上，已经具备替代铁锂产品的性能和成本竞争力。

无钴是必须的！

无钴电池通常被认为是从镍钴锰三元锂电池中去除钴。由于钴储量小，产量不稳定，若能将钴去除，电池成本将大大降低。

在三元锂离子动力电池中，正极材料的成本占比约30%—45%，这其中，钴占有一定比重。以 523体系为例，钴的占比达20%。钴元素并不参与电化学反应，在高镍的同时降低钴含量，是提升电池能量密度和降低成本的好方法。因此，在当前以高镍体系为共识的大前提下，松下、LG、宁德时代等国际主流动力电池企业都在将低钴及无钴化电池作为下一代动力电池研发方向。

即将到来的电动 汽车 热潮将显着增加全球对钴的需求。目前，钴元素的市场价格在28万元/吨左右，而据统计，一辆特斯拉Model 3大约需要消耗掉7公斤的钴，而一辆Model S则要消耗掉13.68公斤的钴。

有数据预测，全球电动 汽车 库存将从2017年的320万辆增加到2030年的1.3亿辆，因此未来十年钴的总需求量将增加三倍，预计在2020年出现需求超过供应的局面，这将成为妨碍电动 汽车 发展的因素之一。

蜂巢能源率先将无钴电池装车路试

目前，全球电池供应商和包括特斯拉在内的车企都在设法减少钴在三元锂电池中的用量，甚至是寻求无钴的电池方案。蜂巢能源总裁杨红新在发布会中表示：请走“钴”奶奶和告别紧“钴”咒，将确保主机厂、电池厂供应链的稳定性， 预计2025年全球XEV动力锂电池装机350GWh，用钴金属6.5万吨，如全部使用无钴电池，总成本可降低26亿美元。

蜂巢能源将成为第一个把无钴电池装车路试的动力电池企业，150℃热箱测试、过充测试均轻松通过，循环与日历寿命也远高于目前量产三元锂电池水平，这也标志着无钴电池正式进入实质性的落地阶段。

蜂巢能源，前身是长城 汽车 动力电池事业部，2012年起开始电芯预研，2016年12月成立电池事业部，2018年2月独立为蜂巢能源 科技 有限公司，截止今日，蜂巢能源已经成立959天。

蜂巢能源业务涉及电池材料、电芯、模组、PACK、BMS、储能和太阳能技术的研发、制造和创新技术。

蜂巢能源拥有超过2700名员工，其中包括1400名研发人员，到2020年研发投入约30亿元，到2025年全球工厂建设计划投入超过260亿元。目前在规划布局的全球七大研发中心中，保定、韩国、上海和印度的研发中心已经投入使用。

蜂巢能源今年8月实现动力电池装机量21.94MWh，环比增长80.6%，在中国市场动力电池装机量中排第19名。蜂巢能源今年4月开始提供动力电池配套装车，连续5个月环比高增长。根据杨红新总裁预计，10月份将力争进入前十。

蜂巢能源宣布：今年11月将在无锡举办蜂巢电池日，届时将有更多详细的 科技 成果进行发布。

东京奥运会刚刚落下帷幕，从杨倩气步枪射落第一枚金牌，到曹缘斩获10米跳台第38金，中国国家队强势揽下一枚又一枚金牌，取得境外奥运会的最好成绩。现代奥运会，早已不光是运动场上竞技水平的比拼，更体现了各国整体竞争实力的沉浮变化。历经七十多年的拼搏和发展，中国正在以全面崛起之势走向世界舞台中央。

奥运赛场上，有国家奥运代表队为祖国争光；奥运赛场之外，国家间的实力比拼同样激烈。而在 科技 创新领域，同样有一支支“国家队”展示着中国“肌肉”，比如华为的5G标准正在引领全球走向互联互通时代，福耀让全世界见识到“玻璃大王”的神奇，独步国际的光伏产业成为新时代的国家名片之一。

在新能源 科技 领域，我们同样有一支“国家队”在不断创造奇迹。在关乎未来发展的新能源领域，以锂电池行业为代表，中国企业也已经走在了世界前沿。2020年末，全球锂电池市场，中国位居第一占到了总产能的73%。前十大锂电池企业，来自中国的足足有六家，宁德时代和比亚迪更是高居第一和第三，前三名中国占其二。

宁德时代早在新能源行业刚刚起步，便被远道而来的宝马选中作为锂电池供应商。到今天宁德时代已成为全球第一大锂电池龙头，拥有众多品牌客户，在成熟的522、811三元锂电池之外，还开始为特斯拉供应磷酸铁锂电池。比亚迪则从手机电池厂起步，作为全球罕有的、涵盖电池到整车一体的新能源企业，也推出了诸如“刀片电池”这样的创新产品，将磷酸铁锂电池的潜力发挥到了极致。

无论宁德时代还是比亚迪这样的传统电池巨头，得益于起步较早、恰逢机遇，赶上了良好的中国新能源政策环境，与上下游产业链的茁壮发展期，借助高端客户背书或产品创新，走向规模龙头地位。然而在形势一片大好的乐观之余也应认识到，锂电池产业最核心的基础专利，还是一直处于欧美日韩等海外企业的垄断当中，而核心基础专利从行业长期发展角度来看无疑十分重要，而且另一方面，对于产业发展来讲，资源供给的可持续性也非常重要。从中国锂电产业战略发展角度来看，我们对于电池材料方面的基础研究投入仍然不够，先进生产工艺和高端设备也还比较依赖进口。海外企业对产业链中一些环节的垄断，虽已大幅减少，但依然存在。

我们的锂电池产业，要想真正在世界领先地位站稳、站牢，就必须以自主创新破除海外专利的掣肘，积累基础材料方面的科研经验和科研人才，打通产业链条的上下游脱离传统工艺束缚。中国力量已经站在了产业的潮头，接下来的深水区再没他人替我们趟，反倒是世界需要中国力量的引领，需要中国“国家队”走出自己的路。

锂电池行业飞速发展的这些年，“钴焦虑”一直是悬在行业头上的达摩克利斯之剑。严重依赖进口的钴资源，也让中国的锂电池企业们放不下心。以特斯拉为代表的海外企业，一直在持续降低锂电池中的钴含量，近年来其钴用量已减少了超过六成。其下一代锂电池产品，力图在目前6-7%的基础上，将钴的占比进一步降低至约3%。

无钴化，是锂电池行业未来的大势所趋。庆幸的是近两年，随着我国锂电池势力的快速崛起，核心技术的研发创新不断取得重大进展。行业后起之秀的蜂巢能源就有了令人惊喜的突破：不仅率先攻克无钴电池这一技术难关，更实现了无钴电池的实际装车应用。“无钴”从0到1，打破了日韩欧美的专利垄断，为行业摆脱钴资源束缚开辟了可持续能源使用道路。

钴是三元锂电池中的“一元”，它是其中最昂贵的一种元素，也是其中开采方式最不环保、开采劳动充满争议的一种元素。但同时，钴又能让锂电池更加稳定，是拥有高能量密度的关键因素。所以如何实现减钴甚至无钴，对于全球最出色的锂电池企业来讲，都是难度极高的科研命题。即便特斯拉的下一代目标，距离真正无钴化也还有距离，而真正实现无钴的，目前只有蜂巢能源一家。

在实验室中实现无钴只是一小步，将无钴电池量产装车则是一大步。蜂巢能源的无钴电池，将首先搭载于欧拉的樱桃猫车型，这将是全球首发使用量产无钴电池的新能源车型。无钴电池的最终装车落地，会给锂电池乃至整个新能源产业上下游带来怎样的震撼，让我们拭目以待。

摆脱“钴焦虑”！蜂巢能源无钴电池将率先搭载于欧拉樱桃猫车型_电池网

这说明目前特斯拉还在忙于大幅的横向扩张，对于纵向的电池技术无钴化这个命题的研究，仅仅是个实验室中的项目罢了。

01特斯拉大跨越扩张

特斯拉虽然在中国市场Model3的接连降价，被一众媒体和车主吐槽割韭菜。就连韩寒也自称被特斯拉割了韭菜。但是进入到30万之内的特斯拉Model3，在这个市场是爆炸级的。李斌也曾无奈的表示，特斯拉能做到那么低的价格，但是我们确实没办法。

吐槽归吐槽，特斯拉的价格下沉，迅速助力了特斯拉股价破千，正式打败 丰田 成为全球市值排名第一的车企。特斯拉的步伐还在扩张，尤其是在中国。

今年1-4月，国产特斯拉共计上险20,169辆，其中北上广深四地的上险量占到了57.5%。5月中旬，特斯拉中国副 总裁 陶琳表示，上海工厂预计今年6月就可实现周生产4000辆的目标。特斯拉计划新增入住包括东西南北四大区位，共45座城市，这一计划落地之后，意味着特斯拉体验中心将会遍布了全国34个省份和自治区。

而且马上特斯拉还要在中国推出新车：ModelY，这将会是对市场的又一大刺激措施。以特斯拉的这种扩张速度来看，它未来一年在中国销量目标是奔着翻倍去的。所以根据消息，特斯拉每年需求钴的供应量约为6000吨，约占今年新能源车钴需求量的21%左右。

据外媒报道，特斯拉正与美国得克萨斯州特拉维斯县（Travis）政府就建厂事宜谈判，后者针对工厂建设提出一系列补贴政策，以吸引特斯拉的投资。据悉，一旦双方合作达成，特斯拉有望在得州首府奥斯汀再添一座电动车装配厂。

也就是说，目前的特斯拉已经在为扩产后的工厂准备材料了，而钴在特斯拉的电池里依旧必不可少。

02为什么特斯拉离不开钴？

此前，特斯拉一直强调其未来方向是使用"无钴电池"。今年2月，特斯拉同意自宁德时代购买不含钴的磷酸铁锂电池，以用于国产Model3车型。6月11日工信部发布的新能源汽车推广应用推荐车型目录(2020年第7批)中，特斯拉Model3标准续航版搭载为无钴的磷酸铁锂电池。该电池重1,745千克，较之前使用三元电池重131千克。

但是为什么特斯拉扭头又买了这么多钴？

首先因为特斯拉作为一家典型的股价驱动型企业，除了要生产研发和卖好产品以外，还要时不时的搞一些新概念刺激市场。所以特斯拉提出的这个无钴概念，真的可能是未来的大方向，但是要实现可能要等到十数年之后。

目前中高端动力电池仍然以含钴的三元材料为主流。三元材料现在占据高能量密度的高端市场主流，低钴高镍已是不争的大势所趋，但当前主流仍是NCM523、622，NCM811渗透率仍然有限，低钴高镍仍然任重道远。

虽然钴相关上市公司当时被特斯拉和宁德时代一个无钴的会晤直接把股价打到夭折，但是根据行业内的分析，钴在未来几年中，还会持续性的稳健的增长。智能手机和智能汽车依旧会是供应主力。

但是下一步特斯拉会往哪走？就是解决ModelY的中国产能。

根据业内人员预计，2020-2021年钴的供需缺口在1万吨以上，结合2020-2021年钴供需缺口来看，2021年的供给缺口将比2020年更大，供需反转将催生钴金属价格的第三轮牛市。

而特斯拉在此时签订钴金属的订购大单，实则是抢筹。虚晃"无钴化"的一枪之后，面对国际市场即将飙升的钴价，还有自身发展的巨大需求缺口，特斯拉先一步进行抢购钴资源。

在搞定钴之后，对于特斯拉来说，目前最大的瓶颈就是产能，尤其是中国的产能。特斯拉在来华建厂之前，松下一直是其唯一的电池供应商。特斯拉CEO埃隆——马斯克曾发推文抱怨称，松下电池产量不足耽误Model3轿车的生产。而松下则表示，虽然特斯拉在产量和单车售价上不断提高，但其经常被特斯拉要求"压低"电池价格。

虽然外媒报道，目前特斯拉ModelY的产能已经实现了提升，周期缩短了一个月，但是从目前的情况来看，这仅仅是松下的电池供应和特斯拉北美工厂突破了一个瓶颈。特斯拉在提交给美国证券交易委员会（SEC）的文件中披露，公司与日本松下公司签署了一项为期三年的定价协议，涉及美国内华达州超级工厂锂电池的制造和供应。

但是特斯拉能否更近一步还要看中国市场，根据目前得到的消息，虽然北美市场ModelY已经很成熟，但是特斯拉想要在中国交付ModelY至少也要等到明年，而且这还是要在和宁德时代完成电池方面供应和匹配需求的情况下。所以现在对于特斯拉来说，时间紧任务重，抢钴保生产才是当下要紧的。浪费时间琢磨给旗下都换上无钴电池，那可能是几年之后再琢磨的事情了。@2019

在过去 20 年里，半导体行业发展一路突飞猛进，如 CPU 工艺技术一直遵循摩尔定律，性能每隔两年就能翻一倍。

然而，电池技术却没有取得太大突破，纵然每年都会有各种 “XX 新型电池” 的新闻冲上热搜，但最终还是沦为 “PPT 电池”：或是因为技术工艺，或是因为成本造价，或是因为安全性等各种因素，始终走不出实验室，难以大规模量产和普及。

就现阶段而言，不管新能源行业怎么 “大放豪言”，电池一直都是挡在电动 汽车 发展道路上的绊脚石。

随着 2020 年特斯拉 “电池日” 上 4680 电池的正式亮相，电池界又多了一位 “新玩家”，更确切地说应该是 “搅局者”。按照马斯克以往的 “风格”，他每进入到一个行业必定会掀起一场腥风血雨。

电池占据整车成本的大头，那接下来特斯拉造电池的成本如何控制呢？这就不得不提到电池中的重要成分 —— 钴。这种原子序数为 27，在化学元素周期表中位于第 4 周期、第 Ⅷ 族的金属，是电池制造中必不可少的正极原材料（至少现阶段依然不可或缺）。

“电池行业对钴的消费量最大，占比超 50%。钴是活性物质，既能稳定材料的层状结构，又能减小阳离子混排，便于材料深度放电，从而提高材料的放电容量、循环性和倍率性能；镍可以提高材料活性，提高能量密度。” 吴凡表示。

在自然界矿石中，钴和镍是共生的关系，其占比为 1:10，即从矿石里面提纯一份的钴，同时能得到十份的镍。“但钴这种元素存在两个缺点。第一，钴具有一定的毒性；第二，钴的提纯比较困难。” 冯旭宁说道。

另外，钴资源的缺乏也是不利因素。“目前全球已探明陆地钴资源量约 2500 万吨，储量 720 万吨，主要集中在刚果（金）、澳大利亚和古巴，三国储量之和占全球总储量的 68%。刚果（金）储量居世界首位，达 340 万吨。” 吴凡指出，“钴由于其稀缺性已成为战略性稀有金属资源，同时其供应链结构集中化、不稳定，已成为新能源 汽车 发展的掣肘。”

产量少 + 提纯难造成了钴的价格不断攀升，也就造成了电池的成本居高不下。

那电池能不能 “无钴” 呢？答案是可以的。

“低钴” 乃至 “无钴” 既是特斯拉接下来要走的路线，也是需要克服的难题，这一点马斯克在 2020 年 “电池日” 上也已经明确表态。据了解，早在 2019 年 1 月，Jeff Dahn（现为特斯拉首席科学家）曾发表过一篇论文指出锂电池正极材料 “无钴高镍” 的可行性，毕竟镍在自然界比钴多得多，提纯也相对容易一些。无疑，正是 Jeff Dahn 的观点极大地坚定了马斯克要造 “无钴电池” 的信心。

谈及 Jeff Dahn，冯旭宁告诉 DeepTech：“关于锂电池材料尤其是无钴材料，Dahn 先生课题组很早就开展研究了。Jeff Dahn 先生是少数经历过锂电技术全程研发且仍在技术一线的科学家之一。”

对于电池 “无钴” 化，冯旭宁表示：“‘低钴’和‘无钴’是未来电池正极材料的发展趋势。但在电池‘无钴’化的同时需要添加其他的离子来替代钴在电池充放电过程中的作用。”

尽管特斯拉现阶段的电池还离不开钴，但纵观过往其历代电池，其钴含量正在不断降低，最终实现电池 “无钴” 化指日可待。

作为新能源 汽车 领域的 “大哥”，特斯拉知晓固态电池和石墨烯电池的优势，但未来几年特斯拉之所以不打算做固态和石墨烯，而是继续 “深耕” 锂离子电池，原因主要归结为两点。

第一，受制于供应商的电池技术。

在电池供应方面，特斯拉和松下、LG 化学、宁德时代都有合作，特斯拉 汽车 所使用的 1865 电池和 2170 电池皆由他们提供，但受制于性能、安全、规模、价格等综合因素的权衡，圆柱形锂离子电池是目前供应商能给特斯拉的最好电池。

显然，这离特斯拉心目中的 “理想电池” 还有一些差距。既然自己想要的电池供应商给不了，于是特斯拉便走向了 “自研 + 自产” 电池的道路。

所谓 “术业有专攻”，特斯拉在电池领域的积累显然不如松下等老牌供应商，故此其花重金请来锂离子电池界的祖师级人物 ——Jeff Dahn 亲自挂帅担任特斯拉首席科学家，开发 “不可能三角” 电池，这是一种能量密度更高、充电速度更快、制造成本更低的锂离子电池。

Jeff Dahn 也不辱使命，时隔一年便交上一份让马斯克满意的答卷，尽管 4680 电池还存在些许不足，但它的综合性能很好地提振了行业信心。

从第三方采购、到合资建厂、再到自研自产，特斯拉在电池道路上俨然走出了自己的步伐。可以预见，未来几年内特斯拉将继续沿着现有成熟路线使用圆柱形电池的多并联方案、继续开发大容量锂离子电池。

第二，特斯拉的商业策略。

特斯拉归根结底是一家车企，是企业就要盈利，想盈利就要控制成本。固态电池虽然无比优越，但现阶段不论是技术还是工艺都存在瓶颈，完全不具备规模化量产的可能，而且成本高高在上，没有商业化的实用价值。在特斯拉看来，使用成熟的锂离子电池是当下更优的解决方案。

特斯拉的商业策略是 “低价抢市场” ，以加速全球市场拓展。随着苹果等互联网大厂也宣布要造车，现阶段特斯拉要做的是尽快抢占市场，靠的就是低价。对广大消费者而言，价格依然还是众多因素中最优先考虑的，比如之前特斯拉宣布降价时，官网一度瘫痪、线下门店挤得水泄不通。

和国内一些新能源车企不惜代价大搞 “千公里续航” 不同，特斯拉更看重电池的成本。前有电池技术瓶颈的掣肘，后有来自互联网大厂的围攻，该公司现在最想做的是尽快降低电动 汽车 价格，以更低的价格占领市场，让市场快速达到饱和。

对于特斯拉 4680 电池，吴凡表达了自己的看法：“特斯拉主要通过优化电池结构件、简化电池生产工艺流程等，提升电池标准化生产能力，达到降低电池成本的目的。这种通过增加单块电池体积来增加电池包能量密度的技术路线或思路在本质上与比亚迪的刀片电池、还有宁德时代的 CTP 技术是一致的。”

电池并联太多会导致出现发热、效率低等不良影响，大容量电池可以有效减少并联数，系统管理层面也变得更加简单。“大容量化是整个新能源 汽车 电池行业的趋势。” 冯旭宁表示。

单看特斯拉的 PPT 介绍，4680 电池的性能表现着实令人赞叹，仿佛再次让业界看到了希望。然而在业内人士看来，这种电池并没有达到预期。

严格意义来讲，特斯拉 4680 电池更像是一次 “优化升级”，而非 “革命”。

另外，特斯拉的这种圆柱形锂电池容量也有 “天花板”。“主要是因为圆柱形锂电池需要卷芯，外围部分性能较好，但越靠近核心位置曲率越大，易出现应力集中的现象，造成活性物质不可用，进而形成浪费。所以这种电池容量是有上限的，没办法做得特别大。” 冯旭宁表示。未来，转向其他电池，比如业界普遍看好的固态电池或许是更好的出路。

目前的固态电池和石墨烯电池其实正处于过渡阶段，即固态电解质和石墨烯还只是属于 “添加剂” 性质。“比如在锂离子电池中添加固体电解质以增加能量密度、提升安全性；在负极添加石墨烯以增强导电性、提高充电速度。两者添加得越多，性能就越好，但相应的工艺难度和制造成本也就越高。” 冯旭宁说道。

显然，不论是固态电池还是石墨烯电池，现阶段都不具备量产的可能性。

电池直接关系到 汽车 整体性能表现，而日常驾驶让车主感到焦虑的，除了续航里程，再就是充电速度。

“续航里程对应的是电池的能量密度，充电速度对应的是电池的功率密度。” 冯旭宁说，“想提高能量密度可以电极做得厚一些，想提高功率密度可以电极做得薄一些，但这两者是矛盾的，这就需要电池厂商在设计电池的过程中去综合考量，进行权衡和取舍。” 他补充道。

“快充技术，电池厂商和车企各负责一半。” 冯旭宁表示。电池厂商能做的是 “电池先天的” 导电能力强，比如添加导电剂，控制电芯预紧力，将电极做成梯度电极或薄电极等；车企能做的是 “电池后天的” 充电过程中对电流进行控制，让电池充电过程中不过热，不损坏电极材料。“目前，行业的目标是充电 5 分钟能跑 200 公里。” 他说。

特斯拉的快充技术业内领先，其采用 “高功率直流电” 模式，充电功率达 40kW 以上，比如特斯拉超级充电站可以实现 30 分钟充一半，80 分钟完全充满。在充电站 / 桩建设方面，特斯拉更是走在世界前列。据统计，特斯拉在全球范围拥有超过 2 万个超级充电桩。在中国大陆拥有 750 余个超级充电站、6000 余个超级充电桩，覆盖 300 个以上的城市。

关于电动 汽车 淘汰下来的废旧电池污染问题。冯旭宁表示，“废旧电池是污染源主要指的是重金属污染，比如铅酸电池里的铅，镍镉电池里的镉，而锂离子电池内部的原料毒性较低（锂离子电池中钴的占比大约为 1-3%，），一般不会对土壤造成重金属残留。”

马斯克在 2020 年 “电池日” 上也曾公开表示：“废旧电池可以进行收回利用，用于低配车型或者太阳能等有储能需求的领域，这样也能进一步降低电池的使用成本。”

对此，冯旭宁说：“电池回收一般分两类，一类是在高负荷下用完之后，到低负荷下继续使用，比如一些 5G 通信基站可以利用电动 汽车 淘汰下来的旧电池；另一类就是直接报废，通过物理法破碎成原材料，分离出电池中的有用金属，比如铜、铝、钴、镍等，再重新送回电池厂加工成电池，这方面回收效率非常高，接近 100%。”

与此同时，吴凡也指出了现阶段电池回收产业存在的一些问题：“第一，电池厂商多且使用很分散，废电池收集缺乏有效渠道；第二，电池剩余寿命以及回收价格评估难；第三，电池拆解难度大，且存在一定安全隐患；第四，电池回收涉及行业众多，商业模式需要进一步 探索 和完善。”

以往，人们对于传统燃油 汽车 的认知仅仅停留在 “硬件” 层面，认为 汽车 只是一个代步工具而已。到了如今的新能源 汽车 时代，人们发现原来 汽车 也是可以搭载操作系统，可以实现智能化的。

在电动 汽车 的硬件中，电池无疑是最为核心的部分；而在软件中，全自动驾驶是核心，比如特斯拉的 FSD（Full Self-Driving）在业内就像标杆一般的存在，且收费不菲。据了解，目前特斯拉 FSD 套件在中国的售价高达 6.4 万元。“特斯拉的业务布局将会变得和苹果越来越像，未来，特斯拉可能会变成一个服务商，不单靠卖 汽车 硬件，更多的是通过软件服务实现盈利。” 一位业内资深人士告诉 DeepTech。

从电动 汽车 硬件到车载系统软件，从电池技术、整车组装，到 FSD 以及软件生态，不难看出，特斯拉正在下一盘大棋。