特斯拉马斯克：下一步我干啥？你猜

三元锂电池中，之所以特斯拉采用NCA锂电池，是因为虽然相较于NCM锂电池来说，安全性稍差一些，但其优点也很明显，能量密度高、寿命长、充放电性能好（动力、快充等方面）；而LFP虽然能量密度不如三元锂电池，但寿命较长，一般的三元锂电池充放电寿命在1500~2000次之间，而LFP锂电池则能做到4000次左右的循环寿命；另外电池安全中最关键的热失控问题，在三元锂电池中一般为200~300度，而LFP锂电池则为350~500度。

毫无缺点的LFP锂电池？

如果对锂电池稍作了解，或者看过笔者那篇2019年诺贝尔化学奖文章（200年电池进化史）的，就会发现对锂电池做出巨大贡献的约翰·B·古迪纳夫（John B.Goodenough），不仅极大推动了锂化合物在锂电池中的发展，他还在锂电池方面做出了更多的贡献。

1997年，一方面由于钴酸锂结构在长时间使用后会发生“崩塌”，造成性能下降，另一方面钴矿石非常昂贵，导致其成本太高。75岁的古迪纳夫又发明出了LFP锂电池，震惊了世界，而当古迪纳夫90岁之时，他又做出了另一个决定，研究全固态电池技术……

或许从上文分析中你会觉得LFP电池好像除了单体电芯能量密度稍低之外，似乎一切都很完美，那么从1997年就研发成功的LFP电池，为何迟迟没能被电动车采用呢？

LFP电池并非没有被采用，而是因为其安全性和寿命长，被广泛用于公共交通序列的电动车，但也因为其能量密度差的原因，迟迟不被家用车所青睐，只能用于固定线路的大巴等车辆。

上文说系统能量密度似乎已经不弱了，但是未考虑振实密度问题，也就是单位体积下的能量数，特斯拉Model 3所采用21700三元锂电池（NCA）其单体单芯振实密度能达到773Wh/L，即便是一般的三元锂电池单体单芯也能做到500Wh/L左右，而LFP锂电池单体单芯则平均在210Wh/L左右。

(一般情况下，LFP、NMC、NCA锂电池能量密度、振实密度和标称电压)

从而导致的问题是，在有限的电动车空间中，如果采用LFP锂电池，要么牺牲空间，要么牺牲总能量，由此也不难发现，市面上采用LFP锂电池的车辆几乎无一例外车内空间十分局促。此外，LFP锂电池还存在几个问题。首先是在制备过程中，氧化铁在高温环境下肯能被还成称单质铁，从而可能导致电池的微短路，导致危险产生；其次是制造成本相对较高，虽然其材料成本并不高，但由于生产工艺问题，LFP锂电池成品率较低，导致产品一致性差。

此外最重要的，根据笔者近期体验的Model 3长续航版本以及数据来看，特斯拉所采用NCA锂电池受温度影响不严重，0度左右“损耗”大约在10%左右，-10度左右在15%左右；而LFP锂电池则在低温下表现非常差，0度左右“损耗”就高达30%~40%左右。

那么特斯拉会采用LFP锂电池么？

其实从透漏消息的来源来看，由于没有任何细节信息，结合前一阵宁德时代发布的合作公告，特斯拉并未明确说明与宁德时代的合作方式。

（宁德时代此前发布的双方合作公告）

宁德时代在中国的确是锂电池行业的巨头，其LFP锂电池市场占有率和三元锂电池市场占有率皆超过的一半，但并不代表特斯拉将大量转型将LFP锂电池应用于国产版Model 3或者Model Y身上，这一切不过是有些人的臆想罢了。

不过根据马斯克在播客的所谈CTP技术应用，以及前一阵宣布将在中国建立设计和研发中心等消息来看，很有可能特斯拉只是与宁德时代进行技术合作，展开前瞻性的准备性研发 ，从而为风云突变的电池市场做准备。

1月19日，特斯拉宣布计划在中国建立设计工作室和研发中心，且公布了新的设计图纸。特斯拉还发布了招聘启事，将招募设计师和其他工作人员。同时，特斯拉还广泛征集富含中国元素的特斯拉设计图纸，征集截止日期为2020年2月1日。

特斯拉与松下之间的关系可谓是错综复杂，一方面马斯克强压松下电池降低生产成本，另一方面内华达超级工厂由双方出资；表面看上去松下电池因为特斯拉的快速发展，会过得非常好，实际上松下电池直到2019年Q4季度也才实现盈利。反过来，特斯拉也受制于松下的供货量，从而导致能源产品和产量受限。

所以松下和特斯拉都需要新的盟友来保证自身的利益，松下前一阵与丰田签订合同成立电池工作，而特斯拉则在中国建厂后分别向LG和宁德时代投出了橄榄枝。这其实都无可厚非，毕竟作为企业，生存下去才是王道。

其实对于特斯拉来说，电池是谁家的并不重要，关键是产品要足够好，成本足够低，剩下的难题对于马斯克来说，“不可能”向来都不是问题。

马斯克曾在无数次采访中被问及如何成功的秘诀，他无一例外都会提到一个看似简单却很难做到的原则——第一性原则。两千多年前，亚里士多德对该原则的解释是：“在每一个系统的探索中，存在第一原则，是一个最基本的命题或假设，不能被省略或删除，也不能被违反。”

简单理解就是把事情或问题拆分开为最基本的组成，从源头解决问题。平时人们总会以“模仿”的思维模式“学习”别人，虽然有利于站在巨人的肩膀上获得便利和节省时间，但如果你身边站着的都是“错误”的巨人呢？第一性原则所指的就是跳出惯性思维，打破可参考的经验，回归事物本身，想方设法达到目的。

举个简单的例子，你要吃一个美食，发现店铺卖的太贵了，你最终放弃了，因为按照惯性思维，价格超出了自己能接受的范围，所以不了了之。而使用第一性原则的思维则是，既然你要吃一个美食，关键是如何得到这个美食，既然买不到，那么查一下这道美食的材料价格是多少，发现能够接受，所以为了吃到这个美食，你完全可以通过自己购买材料，然后借助菜谱动手制作，最终享用到这个美食。整个事情的关键在于你对目标有多坚定，以及跳出“多数人”的惯性思维，回归解决问题的本质，然后想尽一切办法尝试去实现。

特斯拉曾在2007年公开过初代产品Roadster电池系统的技术细节，解释了为何当初选用松下18650圆柱形锂离子电池。其中最为关键的三点分别是：安全、性能、成本，作为一家致力于将电动车推向全世界的车企，安全是底线，性能是招牌，而成本则是命脉。松下的18650锂电池是特斯拉工程师在尝试了500多家供应商之后，能够保证成本基础上，做到安全和性能兼并的唯一选择。

马斯克此时所要达到的目的是“让更多的人了解和购买特斯拉电动车”，那么就必须要“保证公司活下去”，而活下去的基础是“产品足够好且能盈利”，那么无论后面通过什么方式去实现，都必须建立在这一级基础上，所以要实现盈利势必意味着成本控制，否则既不能满足“性价比高”也不能满足“盈利”。

所以选用NCA锂电池是当时市场最优选择，而为了应对其可能存在的安全问题，特斯拉在安全性上大费周章。基于松下18650锂电池已经是确定方向后，要解决的就是庞大的BMS电池系统管理问题，以及被动安全和主动安全问题。

根据Munro Association公司拆解特斯拉Model 3的研究报告，特斯拉的BMS系统无论是硬件高集成度和效率，还是电路板的软硬件控制系统，都属于业界佼佼者；而热管理系统更是令人震撼，通过胶质材料填充进不同圆形锂电池之间，加上波浪形的液冷管道，特斯拉热管理系统在相对严苛环境下，将电池单体之间温差控制在8度之内，并保证不同模块之间温差在9度之内。

同样的，仍然基于上述原则，由于电池的能量密度对比汽油来说要差很多，50kWh的电池也仅仅抵得上22.7升汽油，所以任何不必要的能源浪费对电动车来说都是“灾难”。

所以为了解决空调的耗电以及热能源浪费，特斯拉团队还为此研发了一套集合电机、电路板、空调、电池热管理于一体的系统，并仅用一个水壶大小的水箱，就能高效完成所有系统之间的温度管理。

绕了一大圈，其想表达的核心意思是，对于特斯拉来说，采用哪种产品或者技术，本质上只用看它是否符合特斯拉的“目标”。如果符合，那么即便有困难，也会有一群工程师想办法攻克，只要是有益于特斯拉对产品的愿景以及成本的控制。

但显然，LFP锂电池除了寿命之外，并未填补多少特斯拉的痛点。因为LFP另一个优点安全性，特斯拉通过软硬件配合已经做到相当优秀了，目前特斯拉电池包防护结构能支撑外部温度800度左右的高温考验，而特斯拉之前失火事件只存在于2016年前Model S车型中第一代未升级的电池包，随后升级过的Model 3在全球累计几十万销量情况下，仅有几例醉驾后发生严重事故，导致电池包严重受损失火的，关键的是这几例事故中乘客都安全离开了车辆。

仅剩的最大优势就是成本降低，然而由于产能和技术革新，三元锂电池的价格整体也都在不断降低。

所以依照上述所有的分析，以及马斯克一贯的做事风格，此次特斯拉与宁德时代的“无钴电池合作”消息，笔者猜测只会有二种可能性：一是根据马斯克前一阵在推特发布“将在中国快速推进太阳能屋顶以及能源系统”的消息，其LFP锂电池可能应用于特斯拉能源系统，而非Model 3国产版；二是根据LFP目前在量产车应用情况，和特斯拉在电池领域的一系列动作来看，特斯拉很可能与宁德时代在“无钴”电池领域展开深度技术合作，为将来的电池供应商做提前准备，而非现阶段大批量使用。

因为，仅仅依靠结构的变化获得的系统能量密度提升，还远不足以颠覆电池行业或电动车领域。而特斯拉将在4月“电池及动力总成大会”或许才会真正公布颠覆行业的内容。