電池之戰(zhàn)：成本與性能

2020年是極不平凡的一年，在混亂之中，盡管全球GDP下降，但電動汽車（EV）和電池領(lǐng)域仍有大量活動。

有報(bào)道稱，特斯拉（Tesla）將在于中國制造的Model 3中使用磷酸鐵鋰（LFP）技術(shù)（來自中國電池生產(chǎn)商CATL）。盡管特斯拉尚未確認(rèn)，但從純粹的成本角度來看，在鎳錳鈷（NMC）上使用LFP是有意義的。在中國，CATL的LFP陰極活性材料（CAM）的價(jià)格（每千瓦時(shí)）比NMC811價(jià)格便宜43％?？紤]到陰極是迄今為止電池中最昂貴的組件，這種活性材料成本的差異或?qū)﹄妱悠嚨碾姵刈罱K成本產(chǎn)生重要影響。

LFP和NMC的成本與能量密度

盡管成本存在上升空間，但LFP的顯著缺點(diǎn)是能量密度，其僅為MNC811的65％~70％（取決于包裝）。這意味著，若需實(shí)現(xiàn)相同的行駛里程，EV電池的物理尺寸將增大三分之一，這對于空間有限的車輛來說是一個(gè)問題。使用LFP供電的Model 3，使用與當(dāng)前版本相同的電池空間，應(yīng)具有NCA范圍的66％左右。

當(dāng)然，如果特斯拉使用LFP，其動機(jī)是降低成本，因此電動汽車對更多人來說可以負(fù)擔(dān)得起。此外，中國新電動車的補(bǔ)貼僅適用于價(jià)格在30萬元以下的汽車。為了符合條件，Model 3的價(jià)格必須下降2019年價(jià)格的20％~25％。

在中國，政府補(bǔ)貼還要求電池組（而非電池）級別的最低能量密度為140Wh/kg。在傳統(tǒng)的電池組設(shè)計(jì)中，使用LFP不能達(dá)到140Wh/kg的水平，因此必須重新設(shè)計(jì)以優(yōu)化空間和重量。

電池到包裝技術(shù)

CATL和競爭對手比亞迪都宣布了新的LFP包裝設(shè)計(jì)，其效率大大提高，均已超過140Wh/kg。新設(shè)計(jì)被稱為電池到包裝（CTP）技術(shù)。盡管存在設(shè)計(jì)差異，但這兩家公司本質(zhì)上都使用非常大的棱柱形電池，這可以實(shí)現(xiàn)更有效的電池包裝和冷卻系統(tǒng)、更少的連接和更簡單的電池管理系統(tǒng)。與目前在中國以外的所有Tesla汽車中使用的Panasonic NCA圓柱形電池相比，新的CTP設(shè)計(jì)將連接和電路的數(shù)量減少了200倍，從而使電池便宜得多。LFP和CTP的使用應(yīng)轉(zhuǎn)化為一種可以勾選中國市場所有條條框框的工具。

國外也在尋求使用大型棱柱形電池的包裝設(shè)計(jì)。通用汽車和LG Chem的關(guān)系導(dǎo)致Ultium電池生產(chǎn)，該電池計(jì)劃于今年秋天投放市場，到2022年所有使用該平臺的通用電氣電動汽車都將使用。相反，他們將使用含89％鎳的新型LG Chem NMCA化學(xué)物質(zhì)，所得電池組的能量密度應(yīng)大于200Wh/kg。當(dāng)然，這比LFP貴，使用NMCA和Ultium技術(shù)，通用汽車希望使用鋰離子電池實(shí)現(xiàn)最大的續(xù)航里程，并且考慮到包裝的高能量密度（性能），具有成本效益。

大眾汽車也開始使用他們所謂的模塊化電驅(qū)動矩陣（MEB），類似于CTP和Ultium，實(shí)現(xiàn)大型棱柱形電池的高利用率和低成本架構(gòu)。

LFP在電動汽車中的使用率主要由于其低成本而增加，但問題是在什么程度上？

首選技術(shù)

顯然，LFP技術(shù)將在中國乃至其他以成本為驅(qū)動因素的亞洲國家普及。另外，預(yù)計(jì)在成本最為重要且將使用LFP的這些地區(qū)，小型兩輪和三輪車的數(shù)量將強(qiáng)勁增長。此外，LFP正在通過大眾運(yùn)輸卡車進(jìn)入巴西。

同時(shí)，對大型高性能汽車的需求將保持強(qiáng)勁增長。CAT、SK Innovations、LG Chem等將為亞洲、歐洲和北美的電動汽車提供高鎳電池。NMCA、NMC811和其他高鎳化學(xué)品將是性能的選擇，并且隨著鈷含量的降低，它們還將成為含鎳鋰離子成本最低的產(chǎn)品。

外表

對未來的期望是兩種主要技術(shù)——低成本LFP和高性能（高鎳）NMC。BNEF、Roskill和其他分析師對此兩種技術(shù)的市場份額沒有完全達(dá)成共識。到2030年，LFP電池在電動汽車中的預(yù)測百分比范圍為15％到40％。

目前，尚不清楚成本與性能的關(guān)系將在哪里結(jié)束，以及如何將其轉(zhuǎn)化為EV電池技術(shù)。但是，在可預(yù)見的將來，在中國生產(chǎn)的新型電動汽車中，只有四分之一是LFP，而NMC/NCA的這一比例為76％。