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馬斯克的錳電池“算盤”

特斯拉想要進入中國市場,降維打擊,還是要适應本土打法,即“‘低成本戰略’、‘廣積糧’。

【文/黃紹其】根據海外媒體inside EVS的消息,馬斯克稱特斯拉一直在探索在電池中使用更多錳,并且認為錳具有潛力。

馬斯克的錳電池“算盤”

PR News Photo/inside EVS

事實上,在2020年特斯拉“電池日”上,馬斯克就提出一種新型正極材料體系,即正極材料含有“1/3的錳+2/3的鎳”。

馬斯克的錳電池“算盤”

馬斯克還認為,在未來很長一段時間中,特斯拉會專注于長續航汽車的鎳基化學品,以及短續航汽車的磷酸鐵锂電池。

馬斯克的錳電池“算盤”

PR News Photo/Facebook

點評

馬斯克的盤算

1.特斯拉有大舉進軍低端市場的想法。特斯拉想要進入中國市場,降維打擊,還是要适應本土打法,即“‘低成本戰略’、‘廣積糧’。從近20年的汽車銷售資料看,Ax級車新車銷售市場佔有率超過50%,而這部分市場又是競争最激烈。從近5年的電動車市場銷售資料看,大機率還是延續燃油車的銷售慣性,大多數電動車品牌會集中在A級車中厮殺,範圍涵蓋A00、A0、A級車。

這部分市場對于動力電池的要求,首當其沖的是未稅報價要低,電芯報價最好是在0.55元/Wh,模組最好是0.60元/Wh,pack最好是0.70元/Wh,其中電芯的制造費用最好不要超過0.04/Wh,材料費用最好不要超過0.4元/Wh。除了材料制造費,保證高毛利達成,何其難!而搶占低端市場,“高築牆”才有向上疊代的機會。

2. 電動化宏偉目标的達成,需要多種動力電池技術加持。特斯拉中長期産銷量可期:預計到2025年,特斯拉産銷量有望達到300萬輛,其中中國87萬輛,歐洲87萬輛,美國126萬輛。

馬斯克的錳電池“算盤”

PR News Photo/Tesla

而由此計算,到2025年,特斯拉動力電池需求量有望達到230GWh,其中中國工廠61GWh,美國工廠110GWh,歐洲工廠59GWh。而隻有完成了電動化,智能化的目标才能完成,兩者不可分離。

3. 從純技術角度而言,高錳電池的能量密度可能比磷酸鐵锂電池更高,價格可能比高鎳電池更多。但這并不意味着磷酸鐵锂電池和高鎳電池将被放棄,更可能将會是對磷酸鐵锂電池的補充。

特斯拉的操作,曆來是:戰略上一體化,戰術上攜流量正面突破。而對于這些“石頭和水”,特斯拉也是十分重視,是以無論哪一種電池技術,隻要能夠滿足電動化和智能化需求就行,其核心在于大規模傳遞和成本供應保障。

鎳錳電池

事實上,馬斯克心中的“錳電池”,其實在學術界和産業界一直都存在,之前在産業化方面的痛點在于:鎳錳體系電池不太穩定,循環方面也差強人意。但産業界還是持續付出了相當的努力,比如有些産商摻了鋁元素,還有廠商在改進形貌(如改成三維立體的)等,不勝枚舉。

從紙面上看,鎳錳體系的電池,相比市面上使用的磷酸鐵锂電池、錳電池成本更低的優勢,甚至也有觀點認為它處于锂電池成本的最低端,可以有效控制電池成本,并且在快充性能上有非常好的表現!

但鎳錳電池能不能大規模發展起來:先要看是否真正具有成本和性能的優勢且能大規模傳遞,另外也要看哪個廠商能又便宜又好的解決三價錳溶解的問題。

1. 锂礦原料漲價,使得锂資源直接成為了“白色石油”。漲幅季度同比:氫氧化锂漲幅2.5~3倍,碳酸锂漲1.5~2倍,磷酸鐵锂漲1倍,三元正極漲0.5~1倍,電解液漲0.8~1.2倍,六氟磷酸锂漲2~2.5倍,人造石墨漲1~1.5倍,石墨化漲1.5~2.0倍。

馬斯克的錳電池“算盤”

PR News Photo/高工産業研究院

事實上,原材料價格的飙升,産業鍊中的材料內建商則采取關聯和新材料漲價的方式(以季度為周期,開放BOM等),終端廠的成本也頂不住(今年不少電動車品牌提價)。

是以,需要圍點降本,比如降低钴的使用比例,多使用非稀有貴重金屬等。錳系電池成本低,更多是因為錳廣泛存在于自然界中,土壤中含錳0.25%。當下電動化的沖突在于市場對于電動化需求增長的速度超過資源開發并供應的速度,而進行替代或者改進,抹平材料價格的“此起彼伏”也是一種最優解。但是不是“钴規錳随“,還得持續觀察,更有待于材料的進步。

需求驟然拉升,在供給端,礦産開發周期較長,産能釋放速度遠不及下遊需求增速,市場供給較為緊張,企業一度“囤貨”、“搶貨”情緒高漲,進一步加劇供需緊張,最終拉動原材料價格飙升。是以,也要看誰能夠縮短制程,“多快好省”生産出锂電池材料。

2. 三價錳的溶解問題。錳溶解是造成錳基正極材料性能惡化的重要因素之一,它不僅直接引起電極活性材料的損失,還會随着錳的遷移而在負極表面進行沉積,進而引發一系列的副反應,造成電池容量的不可逆損失。

錳在一定條件下會發生歧化反應,而三價錳主要以三氟化錳和三氧化二錳的形式存在,典型的反應式為:2MnF3+2H2O=MnO2(沉澱)+MnF2+4HF。

從元素特性上看,錳和鐵同族,化學性質相似,常溫反應緩慢,當自身高溫時,反應迅速,錳被氧化,形成複雜氧化物。是以,從技術上看,改善界面穩定性和導電性,還是有一定難度,也正是有難度,進而帶來了制程成本短期較高。

3. 锂電池是曆久彌新的。哪怕取得重大進展其頂多算是改良,其影響相對有限。錳酸锂電池的缺點也很明顯,比如循環壽命短、材料本身不穩定,高溫性差、衰減快等等,這些缺點都可以通技術上進行改善,但都不是革命性的,也無需要上綱上線。

需要指出的是,锂電池無論是什麼體系,需要有一定的規模才有經濟可行性。而從此次特斯拉再次提及錳系電池,疊加此前大衆Power Day上assert要開發錳系unified cell,可以看的出來,錳的需求在未來有确定性增長。

而鎳錳電池在2030年左右将搭配全固态電池,颠覆“三元+磷酸鐵锂”,形成技術多層空間。比如5V Spinel 鎳錳電池就具備取代鉛酸電池的潛力,未來正極材料可能普遍采用錳元素進而拉動錳元素的需求,如磷酸錳鐵锂等!

馬斯克也曾公開表示:“在EV Scaling up方面,特斯拉需要數千萬甚至數億噸原材料。”馬斯克認為,用于大規模生産這些電池的材料必須是普通材料,否則無法規模化。锂電池“替代品”似乎層出不窮,但從另一方面來看,所有的材料都是30年前儲備的,就看誰能“發揚光大”。

業内人士認為,锂離子電池也是戰“3C消費”, 戰“電動車”,戰“海上載具”,戰“飛行載具”,可以确定的是已經越來越具有戰略資源屬性。

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