序言

在說這個話題之前，先問大家一個問題：

關于新能源汽車來說，你覺得最重要的是什么？

對，沒錯，就是電池。

我們可以做個這樣的比喻：

汽車也有心臟，燃油車的心臟就是內(nèi)燃機，而電動汽車的心臟就是電池。

心臟的好壞決定了車輛行駛的長短。

作為電動汽車界的領軍者-TSLA，在2020年一月份宣布我國版的Model3系列將在下半年生產(chǎn)中，搭載我國公司CATL生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池。

看到這個消息，肯定有同學會疑問了：

CATL是什么樣的公司？它的技術有多厲害，能被TSLA采用？

今天咱們就來說說這個。

CATL

CATL是由被稱為我國電池大王的曾毓群在2011年成立的公司。

成立6年，就晉升為動力鋰電池行業(yè)龍頭，2017年銷量全球第一，2018年更是迅速登陸A股創(chuàng)業(yè)板，目前市值大約是4600億人民幣。

到今天為止，中美歐以及日韓地區(qū)的主流車企幾乎都成了CATL的客戶，其中包括TSLA、寶馬、大眾、豐田、現(xiàn)代、上汽、蔚來等品牌。

能做成這么大的成就，必定有兩把刷子的。

CATL的有兩把，除了常見的磷酸鐵鋰電池之外，還擁有一個領先全行業(yè)的秘密三元鋰電池。

那這兩種電池有啥差別呢？

鋰電池

首先咱們先來了解鋰電池。

鋰電池重要分為軟包形、圓柱形、方殼形。

雖然它們的形狀不相同，但是工作原理都是相同的。

鋰電池是以碳材料為負極，通常是石墨；以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，它工作原理重要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。

具體來說是這樣的：

當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

同樣，當對電池進行放電時，也就是我們使用電池的過程。嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。

鋰電池爆炸

但是之前我們總看到這樣的消息，說某品牌手機鋰電池會爆炸。

這是因為何原因呢？

我們了解電池中的鋰金屬化學性質(zhì)十分活躍，是易燃物質(zhì)。

一旦和空氣接觸，就會跟空氣中的水發(fā)生猛烈的化學反應，瞬間出現(xiàn)大量的氫氣，并釋放出熱能，極易引起燃燒和爆炸。

用高中化學的知識就是這樣的一個方程式：

2Li+2H2O=2LiOH+H2

而現(xiàn)在鋰電池中的鋰，經(jīng)過處理后會降低活性。在鋰電池正負極之間，還有一層金屬薄膜，可以防止電池內(nèi)部短路。

再加上我們使用的電池都是密封的，鋰離子根本沒有機會和空氣直接接觸，從而有效的保證了電池的安全。

磷酸鐵鋰VS三元鋰電池

那什么是磷酸鐵鋰電池，什么又是三元鋰電池？

其實它們都只是正極材料不同而已。因為不同類型的鋰電池負極都是石墨，正極材料不同。所以用正極材料來區(qū)分不同類型的鋰電池。

也就是說：

磷酸鐵鋰電池就是用磷酸鐵鋰做正極，三元鋰電池也叫三元聚合物鋰電池，重要是由鎳鈷鋁或者是鎳鈷錳做正極。

那么這兩種電池有什么差別呢？

簡單來說磷酸鐵鋰電池，它重要的優(yōu)點是安全性高，循環(huán)壽命更長，理論壽命可以達到7到8年。但是缺點就是能量密度低，意味著續(xù)航能力差。

反觀三元鋰電池這邊呢，它的重要優(yōu)點是儲能密度更高，意味著續(xù)航能力高。但是缺點就是安全性差，壽命差，并且元素是有毒的。

三元鋰電池

三元鋰電池它的三種正極材料都是夾在一起的。

但是由于鈷離子的半徑比較大，所以它們搭在一起的時候會留出一個固定的空隙，給那些鋰離子自由出入，因此鈷酸鋰相對來說比較穩(wěn)定。

而鎳離子的半徑要小過鋰離子，所以鎳酸鋰能量密度會更大，而又由于其太密實了，就容易出現(xiàn)陽離子混排的現(xiàn)象。

所以三元鋰電池鎳成分不可以太高。

這時就要添加鈷來新增電池的穩(wěn)定性，但是鈷卻是比較貴的金屬，全球的儲備量有限。為了降低成本，就用錳和鋁元素來作為支撐材料，同時也就只能降低鈷含量。

但是沒有鈷的話穩(wěn)定性會比較差。

在2020年又出現(xiàn)了CATL的無鈷電池，要說明的是這并不是真正的無鈷電池。它其實就是采用CTP技術設計的磷酸鐵鋰電池。

CTP技術就是把電芯放入設計好的電池包內(nèi)，然后按照最佳的排列組合方式，組裝成高效的鋰電池。

這樣優(yōu)化的結果是，體積利用率可以提高15%-20%，能量密度可以提升10%-15%。零部件數(shù)量可以減少40%，生產(chǎn)效率可以提升50%，投入應用后會大幅降低動力鋰電池的制造成本。

作為CATL的競爭對手比亞迪公司在2020年三月公布了一款刀片電池。

它的本質(zhì)還是磷酸鐵鋰電池，只不過是電池結構設計上有所創(chuàng)新。它其實就是直接把電芯寬度無限拉長，厚度做薄，做成90厘米甚至快1米的超長電芯，也就是又扁又長，像刀片相同。

這樣改造的結果就是體積能量密度提升明顯，較原有電池系統(tǒng)可提升30%以上。并且節(jié)省物料、人工費用等，成本有望降低30%，并且刀片電池更薄，因而散熱效果更好。

不管是CATL的CTP技術，還是比亞迪的刀片電池，最終都提高了磷酸鐵鋰電池的能量密度，目的是讓其能達到三元鋰電池的水平。

同時改造后的磷酸鐵鋰的電池，都能達到400公里以上的續(xù)航里程需求。而整個電池生產(chǎn)的其他材料無需改變，并且生產(chǎn)線變動也不大，也就是很快能量產(chǎn)。

簡單來說，這兩種技術都是通過提升生產(chǎn)效率來降低電池的成本。

最后

如今新能源汽車和充電裝置已經(jīng)被列入了國家的新基建計劃，毫無疑問，它將會迎來一個巨大、更加富有挑戰(zhàn)性的市場。

汽車產(chǎn)業(yè)一直都是世界上最大的產(chǎn)業(yè)之一，面對新能源革命。

新能源汽車大概率將會在未來成為事關國計民生的重要支柱產(chǎn)業(yè)，而動力鋰電池恰恰就是新能源汽車的生命源泉所在。

在三元鋰電池領域CATL已經(jīng)是老大了。

隨著CTP技術的無鈷電池的出現(xiàn)，CATL將磷酸鐵鋰電池的成本降低到了600元以內(nèi)，而三元鋰的成本還維持在1000元左右。

正是由于CATL磷酸鐵鋰電池成本的大幅降低，也吸引了迫切想要提升銷量的TSLA，兩者一拍即合。為新車裝上了磷酸鐵鋰電池，這樣一來，TSLA的新車的價格有望進一步下降。

最終受益的還是咱們老百姓。