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特斯拉的“無鈷”爭議

目前特斯拉雖然沒有“無鈷”的具體技術方案,但可以看出特斯拉在電池技術選擇上應該采取兩條路線:壹是推出無鈷磷酸鐵鋰電池,二是采用NCM811高鎳電池到NCMA(鎳-鈷-錳-鋁)四元電池的先進路線,在生產過程中逐步用其他元素替代鈷。

文浩·奧特在開車?墨子

電動汽車未來的成功可能取決於放棄電池的壹個關鍵成分:重金屬鈷。

最近,路透社報道稱,特斯拉正在與當代安培科技有限公司(Contemporary Amperex Technology co .,Limited)進行“深入談判”,以在部分產品中使用無鈷電池。

如果這次談判最終落地,意味著磷酸鐵鋰電池將進入特斯拉生產線。

根據機構市場的消息,特斯拉正在與當代安培科技有限公司(Contemporary Amperex Technology co .,ltd .)就供應鋰電池進行談判,並計劃在中國制造Model?車型3采用無鈷電池,替代目前適用於特斯拉的松下811三元鋰電池。

然而,無論是特斯拉還是當代安培科技有限公司(Contemporary Amperex Technology co .,Limited)都沒有對該報告發表公開評論,但馬斯克此前曾在推特上表示,特斯拉現有的電池使用的鈷含量不到3%,“新壹代電池”不會使用鈷。

受此消息影響,比亞迪、豐原、德國納米、湘潭電化等多家相關公司漲停。

另壹個好消息是,工信部近日發布了《關於有序推進工業通信行業企業復工的指導意見》和《下稱《指導意見》。

明確提出優先支持汽車等產業鏈長、帶動能力強的產業,重點支持新能源汽車等戰略性新興產業。並積極穩定汽車等傳統大眾消費,鼓勵汽車限購地區適當提高汽車號牌額度,帶動汽車及相關產品消費。

新能源汽車市場將迎來新壹輪增長。

根據正極材料的不同,現在市面上的動力電池主要有鎳鈷錳、鎳鈷鋁、磷酸亞鐵鋰、鈦酸鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰電池。

值得註意的是,由鎳、鈷、錳和鎳、鈷、鋁制成的電池也統稱為三元電池,磷酸鐵鋰電池成為目前兩大主流動力電池方案。

根據有無鈷,磷酸鐵鋰電池也可以分為兩種,壹種是完全無鈷電池,另壹種是正極有鈷,本質上是高鎳低鈷的材料。

但目前三元電池的市場比磷酸鐵鋰電池要廣闊得多。至少在三到五年內,國內市場的主流還是三元電池。

2019年全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%,累計同比增長40.8%,三元電池累計銷量為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%,同比下降1.2%,磷酸鐵鋰電池累計銷量20.6GWh,占總銷量的27.2%。

無鈷電池是壹項新技術,也是目前整個鋰電池行業都在積極攻關的課題。是指在現有的高鎳路線下,尋找壹種更廉價、無能源的材料來替代現有的鈷元素,從而達到與現有三元鋰電池相同的性能和穩定性。

壹些評論家提到,當代安培科技有限公司的LFP電池將用於特斯拉的早期階段。然而,LFP電池的壹個致命缺點是能量密度低,但報道指出,當代安培科技有限公司壹直在努力改善這壹點。

當代安培科技有限公司的做法是通過細胞?去哪?Pack技術提高了LFP電池組的能量密度,就是最近經常提到的CTP技術的模塊化電池組。

這是壹個類似於Obrist采用的真空固定技術的概念,不需要將單元集成到模塊中再集成到封裝中,而是可以直接將單元集成到封裝中。

據當代安培科技有限公司介紹,與目前市場上的傳統電池組相比,CTP?電池組的體積利用率提高了?15%-20%,零件數量減少?40%,生產效率提高了?50%,投入使用後,動力電池的制造成本將大大降低,能量密度也將上升到?200Wh/kg?以上,並計劃在2024年達到?200瓦時/千克.

CTP?優勢主要有三點:壹、CTP?電池組可用於不同型號,因為沒有標準模塊限制。

第二,減少內部結構,CTP?電池組可以間接提高系統的體積利用率和能量密度。

第三,散熱效果高於目前的小模塊電池組。

根據當代安培科技有限公司目前公布的信息,CTP?電池組依然會采用方殼封裝,考慮到目前高鎳電池的穩定性,這是壹個更好的選擇。

GGII調查數據顯示,截至2019 12,三元電池系統的免稅價格為0.95-1.05元/Wh,LFP系統的免稅價格為0.85-0.95元/Wh。0.2元和WH的差價,意味著用在同樣60KWh的乘用車上,可以省654.38+0.2萬元。

現階段,雖然特斯拉還沒有明確“無鈷”方案的具體技術路線,但可以看出,目前在電池技術的選擇上,特斯拉應該會采取兩條路線。

壹是推出不含鈷的磷酸鐵鋰電池,二是采用NCM811高鎳電池到NCMA(鎳鈷錳鋁)四元電池,在生產過程中逐步用其他元素替代鈷。

但按照目前的技術,前者會有壹定的能量密度下降,而後者存在安全隱患。

根據凱恩能源研究顧問公司(via美國消費者新聞與商業頻道)的壹份新報告,特斯拉在2019年的當前成本達到了每千瓦時158.27美元,比四年前下降了100美元以上。

這接近100美元/千瓦時的價格,很多行業觀察人士認為這是壹個“神奇的數字”,可見電動汽車的成本與傳統汽車相當。

如果特斯拉依靠當代安培科技有限公司在中國再次實現降本,那麽國產特斯拉車型呢?還有降價的空間。

此舉很可能會終止特斯拉和松下之間的合作。據最新消息,在位於紐約州北部的特斯拉布法羅太陽能工廠想盡壹切辦法提高產量後,特斯拉和松下最近放棄了在太陽能電池生產方面的合作。

特斯拉內部團隊壹直在研發鋰電池技術。此前申請的專利顯示,鋰電池的使用壽命可延長至654.38+0.6萬公裏,從而延緩了電池組的更換。

據外媒近日報道,特斯拉計劃在弗裏蒙特工廠建設壹條鋰電池實驗生產線,並逐步開發鋰電池的生產技術。

近日,特斯拉開始在德國勃蘭登堡建設第二家海外電動汽車工廠。根據特斯拉官方信息,這家工廠將生產Model?3、型號?y和鋰電池。

當然,無鈷將是未來的趨勢。

麻省理工學院?研究所?的?技術的艾爾莎·奧利維蒂(艾爾莎?Olivetti和她的同事們的壹項新分析發現,如果我們不能有效地回收鈷,鈷可能會短缺。

預計到2030年,全球對鈷的需求將增加到23.5萬至43萬噸——按照2016的數據,這個數字至少是目前全球鈷冶煉產能的1.6倍。

鈷通常是銅或鎳開采的副產品,受這些金屬的需求和價格波動影響,價格昂貴。

除了價格,開采金屬還需要人力成本,全球供應的大部分(60%)來自剛果民主共和國。

可以說,隨著新能源汽車的增長,特斯拉改用無鈷電池是壹個不錯的選擇。當然主要原因還是成本降低。

事實上,近年來特斯拉對鈷的使用量壹直在減少。2009年,特斯拉在Roadster上使用鈷酸鋰。2012,車型中的特斯拉?在S上,鈷的消耗量為11kg/輛。2018,車型中的特斯拉?3、鈷的用量為4.5公斤/輛。

但是,倫敦的基準礦產信息(Benchmark?礦物?情報部的西蒙?莫爾斯(西蒙?穆雷斯)和其他行業分析師表示,“這壹舉措不太可能在中國以外復制。此舉更多是出於降低中國生產成本的願望,而非逐步淘汰鈷。”

最後說說鋰離子電池、鎳氫電池和鉛酸電池的區別。

鋰離子電池:被認為是現代電動汽車的標準電池。與其他成熟的電池技術相比,鋰離子電池有很多優勢。

其獨特的物理和電化學性能在民用和國防領域有著廣闊的應用前景。其突出特點是:重量輕,儲能大,無汙染,無記憶效應,使用壽命長。

在相同的體積和重量下,鋰電池的存儲容量是鎳氫電池的1.6倍,鎳鎘電池的4倍。目前其理論電量只有20% ~ 30%被開發利用。

鋰離子電池在維持能量方面也很出色,自放電率(每月5%)比鎳氫電池低壹個數量級。

然而,鋰離子電池也有壹些缺點。鋰離子電池是壹種非常昂貴的電池技術,而且還有壹個與電池過度充電和過熱相關的重大安全問題。鋰離子可能會失去熱控制,導致車輛起火或爆炸。有多少特斯拉車型使用過鋰離子電池?這是由於充電不穩定或電池損壞引起的火災。

鉛酸電池:最初用於早期的電動汽車,如通用汽車的EV1。也是壹種成熟的電動車用電池,可靠性好,原料易得,價格低廉,功率基本可以滿足電動車的用電要求。

兩大缺點是第壹能量低,質量體積太大,壹次充電裏程短;另壹個是使用壽命短,使用成本高。

鎳氫電池:鎳氫電池被認為是最好的,比能量高達兩倍(68?Wh/kg),使用鎳氫電池的電動車更輕,從而降低了在斜坡上行駛的能量成本。與鉛酸電池相比,鎳氫電池還具有更高的能量密度,這會將電池系統限制在更小的空間內。

為電動汽車生產鎳氫電池的外國公司主要是Ovonie、豐田和松下的合資企業。Ovonie有80A h和130A h電池,比能量75-80W h/kg,循環壽命600次以上。

但是鎳氫電池的充電效率低於其他電池,而且當電池處於高溫環境時,自放電也會出現嚴重的問題(正常室溫下每天高達12.5%)。這使得鎳氫電池在更熱的環境中不太理想。此外,大規模鎳氫電池存在法律糾紛,影響了鎳氫電池在純電動汽車上的使用。

本文來自車家作者汽車之家,不代表汽車之家立場。