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特斯拉下一代电池的计划一直是人们关注的重点,有些人认为是Maxwell的干电池技术,有些人觉得是固态电池技术。然而,万万没有想到的是,从2月18日路透社报道来看,特斯拉正在与宁德时代(CATL)进行深入谈判,希望在中国生产的车辆中使用无钴电池——极为可能是磷酸铁锂(LFP)电池。
据消息人士称,除了避免使用钴带来的毒性和环境问题,CATL最新的LFP电池据说比镍钴铝(NCA)或镍锰钴(NMC)电池便宜“两位数百分比”。
本文来源:微信公众号 DT新能源材料 ID:DTNewEnergyMaterials
为什么是磷酸铁锂?
目前在对重量敏感的电动汽车应用中,镍钴类(NCx)电池通常因其较高的能量密度而受到青睐,而能量密度稍低的LFP电池则通常用于电动公交车和其他重型车辆(环卫卡车等)。
但是NCx电池所需的供应链非常复杂,可用的钴矿在全球都不常见,大部分位于刚果民主共和国,供应了全球三分之二的钴市场。
为了降低钴的含量,特斯拉已经取得了很大进展,最新一代的NCM 811只有10%的钴,NCA则更少。
如果使用LFP电池,则可以将特斯拉最大批量的产品之一——上海Model 3 转换为完全无钴。
为什么是宁德时代的LFP?
最初,LFP电池只有90–120Wh/kg的电池密度,但目前CATL的LFP电池已经达到了160Wh/kg的容量,已经可以满足需要高效使用能源的汽车了,比如特斯拉Model 3 SR+,其EPA续航里程为250英里。
如果把约55KW的LFP电池换到SR+上时,其电池组可能比NCA电池组重40-60千克(约10-15%),但这仅占整车重量约3%,很容易通过增加1~2千瓦时的能量来补偿,保持峰值加速度不变。
除了电池容量的提高,电池技术也是CATL的一张王牌。
一直以来,电池都是由电芯-模组-电池包的结构组成,而CATL在去年9月已经推出了全新的CTP(Cell To Pack)高集成动力电池开发平台,电芯直接集成到电池包。
由于省去了电池模组组装环节,较传统电池包,CTP电池包体积利用率提高了15%-20%,电池包零部件数量减少40%,生产效率提升了50%,电池包能量密度提升了10%-15%,大幅降低动力电池的制造成本。
而特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)也曾表示,实际上跑车的设计可以放弃模组。此前,特斯拉已经合并了模组和电池包团队,这一举动与CATL的研发方向不谋而合。
采用CTP技术的LFP电池,比NCx电池更耐热,因此可能更轻便小巧。这意味着尽管LFP电池本身的能量密度可能只有领先的NCx电池的66%左右,但在封装方面可以缩小这一差距,可能接近NCx电池的70-80%。这对于许多中档电动汽车来说,能量密度要求已经达到,同时提升LFP电池的成本优势,这才是最终的重点。
那么我们真的会在特斯拉的标准系列汽车中看到LFP电池吗?小编认为,只要在能量密度、充电速度、寿命和稳定性方面满足最低参数,关键标准就是每千瓦时能量的成本。特斯拉的技术路线并不死板,与NCx电池相比,LFP电池由于其原料易于获取,且基本不会出现价格飙升的问题,成本方面可能仍有长期优势。
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