作者 | hank
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2月18日盤后，有消息稱特斯拉與寧德時代進行了電話會議，特斯拉表示將和寧德時代合作開發(fā)無鈷電池，自己也將開發(fā)無鈷電池，并用于外供，相關(guān)材料成分將于4月份投資人會議上公布。受此消息影響，特斯拉股價繼續(xù)上漲10%，19日A股開盤后，華友鈷業(yè)、寒銳鈷業(yè)、洛陽鉬業(yè)等鈷概念股跌停，德方納米、湘潭電化、豐元股份、光華科技等無鈷概念股漲停，比亞迪、國軒高科等磷酸鐵鋰概念股大漲。
特斯拉為什么要采用無鈷電池？含鈷的三元電池能量密度一再攀高峰，寧德時代最新的NCM811電芯能量密度超過300Wh/kg，遠(yuǎn)高于市場平均180-200Wh/kg，而且還有提升空間。三元電池一直是特斯拉御用電池，也是我國政府重點補貼對象。特斯拉作為新能源汽車的弄潮兒，采用無鈷電池?zé)o疑對動力電池產(chǎn)業(yè)沖擊巨大。市場的猜測是特斯拉要降低電池成本和提高安全性。
鈷作為一種稀有金屬，價格比較昂貴，但是對于穩(wěn)定三元電池層狀結(jié)構(gòu)和提高循環(huán)次數(shù)有重要作用。在2017-2018年，由于新能源汽車迅速放量，而上游鈷產(chǎn)能沒跟上，價格出現(xiàn)暴漲，價格一度超過60萬元/噸。后來隨著產(chǎn)能擴產(chǎn)，價格出現(xiàn)回落，現(xiàn)在價格也有28萬元/噸。鈷作為稀缺資源，其價格波動將很大程度上影響三元材料的價格。如果新能源汽車產(chǎn)量進一步增長，意味著鈷價可能重新暴漲。寧德時代、松下、LG化學(xué)等電池廠商都在努力推行電池?zé)o鈷化，不過還未實現(xiàn)。
三元電池由于其高鎳的特性，熱穩(wěn)定性比較差。在電池出現(xiàn)超溫的時候，如果沒有得到很好的控制，電池放電性能下降，導(dǎo)致溫度迅速上升，最終導(dǎo)致電池起火自燃。我國電池廠商對于三元電池安全性已經(jīng)做過很多研究，相對是比較安全的。但是隨著電池技術(shù)的發(fā)展，特斯拉等車廠希望能夠進一步提高電池安全性，而采用其他技術(shù)路線。
因此市場預(yù)計極有可能是磷酸鐵鋰。磷酸鐵鋰的成本比三元低得多，現(xiàn)在三元平均成本0.83元/Wh，而磷酸鐵鋰僅0.6元/Wh。相比于三元電池，磷酸鐵鋰熱穩(wěn)定性好很多，三元熱失控溫度僅為200多度，而磷酸鐵鋰在500度以上。
磷酸鐵鋰經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)非常成熟。比亞迪、國軒高科等曾一直致力于主推磷酸鐵鋰，但是無奈磷酸鐵鋰能量密度低于三元太多，乘用車采用磷酸鐵鋰則車太重，不是理想的乘用車電池材料。不過現(xiàn)在出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機，寧德時代的CTP技術(shù)、比亞迪的刀片電池技術(shù)都可以提高電池能量密度。磷酸鐵鋰如果能提高能量密度，則可以用在乘用車上。
寧德時代在去年10月份發(fā)布了CTP（Cell to Pack）技術(shù)，即電池?zé)o模組化。當(dāng)前，國內(nèi)外電池企業(yè)和車企的電池包基本都采用從單體——模組——電池包的成組方式，CTP即省去電池模組，直接將電芯集成到電池包。這樣，CTP電池包體積利用率提高了15-20%，電池包能量密度提高10-15%，還將大幅降低動力電池制造成本。蜂巢新能源、比亞迪等電池企業(yè)也在研發(fā)CTP技術(shù)。
刀片電池技術(shù)為比亞迪所開發(fā)。電芯較傳統(tǒng)電芯不同，呈現(xiàn)扁平和長條狀，故稱為刀片電池。刀片電池PACK能量密度較原先提升30%以上，成本下降30%以上，散熱性能也更好。比亞迪2020年上市的全新一代旗艦車型“漢”將是首款搭載刀片電池的車型，Pack能量密度達(dá)到140Wh/kg，而主流的三元電池Pack密度也是在150Wh/kg左右，劣勢已經(jīng)不明顯。
不過特斯拉采用的無鈷電池也可能不是磷酸鐵鋰。2019年長城汽車旗下的蜂巢新能源研發(fā)成功無鈷材料，是三元材料的去鈷版本。據(jù)蜂巢能源介紹，無鈷材料性能可以達(dá)到NCM811同等水平，但電池材料整體成本會下降5-10%，而且原材料的供應(yīng)更加穩(wěn)定、有保障。無鈷化的技術(shù)主要有兩個：一是摻雜特定元素，減弱電子的超交換現(xiàn)象，降低Li/Ni，提高點性能；二是摻雜M-O鍵能大的元素，減緩晶體在充放電過程的體積變化，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高循環(huán)壽命和安全性。
長城的無鈷材料雖然已經(jīng)完成技術(shù)攻關(guān)，但是還只是概念性的產(chǎn)品，預(yù)計在2020年下半年完成體系定型，三季度實現(xiàn)無鈷電芯商品化量產(chǎn)。無鈷電池能量密度也能達(dá)到265Wh/kg，循環(huán)次數(shù)能達(dá)到2000周，可媲美寧德的三元電池。特斯拉有可能受長城汽車研發(fā)成功的影響，決定開發(fā)無鈷電池。
無鈷化電池一直是各大電池廠商努力的方向，特斯拉加入其中，或意味著電池?zé)o鈷化在加速。特斯拉是開發(fā)磷酸鐵鋰還開發(fā)長城的二元材料，還需要時間驗證。
特斯拉目前是打算和寧德合作開發(fā)無鈷電芯。如果自己開發(fā)電芯，則意味著其將完成徹底的產(chǎn)業(yè)一體化。開發(fā)電芯一個是性能上的考慮，另一個是降低成本。松下由于電池盈利性不佳未給上海特斯拉供貨，特斯拉采用LG化學(xué)和寧德時代的產(chǎn)品。特斯拉本身盈利壓力也較大，有自建電池廠的需要。不過現(xiàn)在全球動力電池市場還被中日韓企業(yè)占領(lǐng)，特斯拉即使進入這個行業(yè)能否顛覆電池巨頭還有待觀察。
這次事件最大的沖擊對象是鈷，當(dāng)全球新能源汽車龍頭特斯拉也決定要電池?zé)o鈷化時，可能意味著電池產(chǎn)業(yè)會向無鈷化轉(zhuǎn)型。我們不知道特斯拉要開發(fā)哪種產(chǎn)品，市場預(yù)計最可能的是磷酸鐵鋰。相關(guān)受益股包括比亞迪、國軒高科，以及正極材料廠商德方納米、中國寶安、湘潭電化、豐元股份、光華科技等。
