那麽，什麽是“無鈷電池”呢？真的很重要嗎？
什麽是無鈷電池？
這裏簡單科普壹下。純電車使用的動力電池根據正極材料的不同分為幾類。目前市場上最主流的兩種技術電路是“三元鋰電池”和“磷酸鐵鋰電池”。這兩種電池的隔膜、電解液和負極材料基本相同，唯壹的區別就是正極材料。
廣義來說，正極材料中含有鈷的電池可以稱為“含鈷電池”，負極材料中不含鈷的電池可以稱為“無鈷電池”。
狹義的“三元鋰”是指含有鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)或鋁(al)三種金屬元素的聚合物，其中“NCM”和“NCA”中的C代表鈷，所以都屬於“含鈷電池”；磷酸鐵鋰電池的正極是橄欖石結構的LiFePO4材料，所以我們通常認為“無鈷電池”就是磷酸亞鐵鋰。
為什麽要用無鈷電池？
再者，特斯拉為什麽突然轉用無鈷電池？
事實上，特斯拉多年來壹直在努力減少鈷的使用。2009年，在Roadster上，特斯拉使用了鋰鈷氧化物電池。2012，在模特？在S上，鈷的消耗量為11kg/輛。2018，在模特？3、鈷的用量為4.5公斤/輛。到現在為止。2020年，特斯拉打算制造無鈷電池。鈷的使用逐漸減少，最終目的是因為“成本”。
眾所周知，電動汽車的核心部件是三電系統。三種動力系統中，電池的成本最高，可占整車成本的35%-40%；三元鋰電池中，鈷材料的成本最高，可占整個電池組成本的30%-40%。在磷酸鐵鋰電池中，正極材料僅占電池成本的13%-15%左右。
在此前召開的電動汽車百人會上，中科院院士高曾提到，現階段新能源汽車的動力電池成本在0.6~1.0元/Wh之間，其中下限為相對更便宜的磷酸鐵鋰電池，上限為成本更高的三元鋰電池。通過更換無鈷電池，特斯拉可以繼續降低成本和體積。
“無鈷電池”的使用不僅包括價格的下降，還包括價格和供應的穩定。因為鈷通常是銅或鎳開采的副產品，很容易受到這些金屬的需求和價格波動的影響。
除此之外，容易被忽略的是，特斯拉和當代安培科技有限公司實際上是在通過采用新的電池技術來擺脫核心供應商的束縛。在此之前，我們都知道特斯拉和松下建立了非常密切的合作關系，但是在Model？3在產能攀升的時候，松下的電池供應速度被馬斯克反復吐槽，出了很多“醜聞”。換句話說，當只有壹個關鍵核心供應商時，對特斯拉的制造來說風險極大。
增加供應商，開發新的技術路線，把雞蛋放在不同的籃子裏，是商業競爭中更聰明的計劃。就在筆者落筆之際，又有新消息傳出，特斯拉準備自己生產電池，也印證了這壹猜測。
有意思的是，當外界猜測特斯拉與當代Amperex Technology，Limited將聯合研發新壹代磷酸鐵鋰電池時，特斯拉Giga Shanghai回復Tik Tok網友稱，“請關註特斯拉4月份的電池發布會，因為沒有鈷，不代表壹定是磷酸亞鐵鋰”，隨後該評論被官方刪除。這讓我們對兩者的合作更加好奇。
但無論是使用無鈷磷酸鐵鋰電池的路線，還是使用NCM811高鎳電池向NCMA(鎳-鈷-錳-鋁)四元電池推進的路線，在過程中逐漸用其他包覆元素替代鈷。這是壹件好事，因為:
對於特斯拉來說，與國內動力電池巨頭當代安培科技有限公司合作，不僅可以進壹步降低成本，還可以提高效率。同時可以增加電池供應渠道，保證上海工廠不受電池瓶頸制約，可謂壹舉兩得。
就新能源汽車市場而言，特斯拉與當代安培科技有限公司的合作將進壹步降低國產特斯拉的制造成本，進而繼續挖掘國產特斯拉的價格空間，進壹步激活國內25萬級電動車市場。
比亞迪和特斯拉壹起想到的。
無獨有偶，在特斯拉宣布之前1個月，比亞迪也宣布推出壹款全新的“無鈷電池”——超級磷酸鐵鋰電池，官方也稱之為“刀鋒電池”。
什麽是刀片電？
所謂刀片電池，指的是“長電芯方案”(主要指方形鋁殼)，這是壹種通過增加電池的長度(扁長設計)，將它們排列成陣列，像“刀片”壹樣插入電池組，從而提高電池組集成效率的技術。它不是指某個特定尺寸的電芯，而是可以根據不同的要求做成不同尺寸的電池。總的原則如下:
通過葉片電池的方式，比亞迪的磷酸鐵鋰電池能量密度可以達到180Wh/kg，比之前提高了9%左右，而體積能量密度可以提高50%。同時，通過改變內部機制和其他技術，單位成本可以降低30%。根據比亞迪官方介紹，新刀片電池的壽命可達百萬公裏以上。
比亞迪官方宣布，“漢”將是全球首款搭載“刀鋒電池”的車型，預計今年6月上市。
鐵電池的優點？
刀鋒電池的特別之處不僅在於全新的電池排列結構，更關鍵的壹點是它是磷酸鐵鋰電池。這也是在三元鋰電池方案已經成為普遍做法的市場趨勢下做出的決定。
比亞迪選擇它是因為它的幾個優點。
首先，磷酸亞鐵鋰晶體中的P-O鍵比較穩定，不易分解。即使遇到高溫或過充，也不會像鈷電池壹樣崩潰發熱或形成強氧化性物質。所以磷酸鐵鋰電池天生熱穩定性更好，即使碰撞破碎也不容易自燃。
熱穩定性較差的三元鋰經常自燃。
其次，磷酸亞鐵鋰的耐久性更好，只有在完整的充放電循環超過3500次後，功率才會衰減到80%。再者，由於不含貴金屬(鎳、鈷金屬元素)，生產成本更低，生產環節更環保。
以上優點都是三元鋰電池所不具備的。
鐵電池有這些優點，為什麽以前沒有廣泛使用？
再來看銷量。2019年中國動力電池累計產銷量分別為85.4GWh和75.6GWh，其中三元電池累計產量為55.1GWh，占總產量的64.6%，累計銷量為53.0GWh，占總銷量的70.0%。磷酸鐵鋰電池累計產量27.7GWh，占總產量的32.4%，累計銷量20.6GWh，占總銷量的27.2%。
從這個比例來看，三元鋰電池的市場表現明顯強於磷酸亞鐵鋰。造成這種現象的主要原因是鐵電池還有很多缺點沒有解決。
第壹，低溫性能差。磷酸鐵鋰電池的溫度下限為-20℃，低溫環境下放電性能較差。容量保持率在-10℃時約為60 ~ 70%，40 ~ 55%，-20℃時約為20 ~ 40%。相比之下，三元鋰電池在下限為-30℃時具有良好的低溫放電性能。在與磷酸鐵鋰電池相同的低溫條件下，冬季行駛裏程衰減小於15%。所以相比三元鋰電池組，磷酸亞鐵鋰更依賴於電動車的車載環境和電池溫控系統。
第二，能量密度低。磷酸鐵鋰電池由於化學特性，電壓平臺較低，普通磷酸鐵鋰電池能量密度約為140Wh/kg。即使是比亞迪的超級磷酸鐵鋰電池，能量密度也只能達到180Wh/kg，距離三元鋰電池200Wh/kg以上，還有差距。
還有壹點大家很容易忽略的——補貼因素。以前三元鋰電池因為能量密度更高，所以能拿到更多補貼，大家自然走了壹條更寬松的路。但在2019補貼整體下降後，兩者之間的差距越來越小，這也是磷酸鐵鋰電池重新回到人們視野的重要原因之壹。？
如何克服能量密度問題？
低溫表現和政策原因很好理解。這裏我們將重點討論鐵電池的能量密度。這是當代安培科技有限公司和比亞迪的關鍵點:比亞迪交出的是“刀片電池”結構，而當代安培科技有限公司交出的是“CTP技術”。
比亞迪刀片電池的特點
根據比亞迪披露的專利，刀片電池是430mm甚至2500mm的超長電池，其電池兩端都有極耳。與傳統的方形電池相比，它呈現出“平”“長”的形狀，直接省略了電池模塊。
現有電池組結構在電池組總體積相同的情況下，每個模塊的側板、端板、緊固件、橫梁、縱梁等部件較多；全新結構的比亞迪電池組，除去電池管理系統、配電箱等部件，空間利用率約為62%。受不同電芯布局的影響，封裝內的空間利用率分別為55%至65%，必要時甚至可以達到80%。
由於零部件減少，重量減輕，所以單位質量的能量密度也能提高，整車續航裏程也能提高。采用新結構的電池組，充電容量提升約20%-30%，續航裏程也可提升20%-30%。
當代安普科技有限公司CTP的特點
與比亞迪的刀片電池相比，當代安培科技有限公司在技術上並沒有那麽激進。它仍然保留了模塊的概念，只是模塊的數量減少了，或者說每個模塊變大了。
根據Contemporary Amperex Technology有限公司的專利，壹個大模塊被幾個塑料散熱板分成小空間，方形外殼的電池可以像電腦硬盤壹樣插入這些小空間。
每個電芯側面貼有導熱矽膠墊片，電芯寬度方向的散熱板上留有散熱通道，可直接與外部冷卻管道連接。
根據當代安培科技有限公司的數據，這可以減少約40%的零件，這些零件來自模塊之間的連接線束、側板和底板。此外，在電池體積不變的情況下，采用CTP技術的電池組體積利用率也提高了15%-20%。
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當代Amperex科技有限公司的CTP技術和比亞迪的blade電池技術大大提高了磷酸鐵鋰電池的能量密度。當這個短板補齊後，我們可能很快就會看到後補貼時代鐵電池的回歸。
事實上，無論特斯拉和當代安培科技有限公司最終決定采用哪條技術路線，特斯拉和比亞迪的選擇都會對現有的三元鋰電池市場產生很大影響。屆時，車型的成本將會降低，消費者可以用更少的錢買到同樣優秀的產品。
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