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松下与宁德时代 特斯拉电池技术的新陈代谢

2020-03-23 14:41汽车资讯 人已围观

简介 当然首先作为供应商一定要有供应商的觉悟,不能太抢主机厂的风头。其次,关于特斯拉而言,假如彻底抛弃掉原有...

当然首先作为供应商一定要有供应商的觉悟,不能太抢主机厂的风头。其次,关于特斯拉而言,假如彻底抛弃掉原有的动力技术路线就意味着前期与松下合作建设的所有的产量将彻底废弃。


(来源:微信公众号“车壹条” ID:cheyitiao 作者:信天游)


“松下与特斯拉,这一直就是一个不平等的合作。松下从来没有供应商的觉悟,特斯拉也一直没有把松下当成战略合作伙伴。”与一位业内同行聊天时,笔者感慨道。


假如要说起松下与特斯拉在方面的合作,那就应该从特斯拉最初与松下签署合作协议中那两条“不平等条约”说起。哪两条呢?


“ 1、特斯拉不能对外宣称电池供货商是松下;2、出现问题概不负责。”


选择松下,特斯拉很无奈


作为一家创业型公司,又从来没有动力锂电池方面的研发能力和相关经验,特斯拉早期研发纯电动汽车之时想要破解动力锂电池系统这个核心难题就只能将目光投向世界上最成熟的电池技术以及已经拥有足够大产量规模的18650圆柱型电池,即使这种规格的从问世之初到成为世界上产量最大的型号也从来没有预想过要成为纯电动汽车的能量核心。


围绕18650圆柱型锂离子电池研发车用动力锂电池包而不是为纯电动汽车研发更加合适的电池,特斯拉从创业初始就带着这样的无奈一路蹒跚走下来。


从第一代的特斯拉Model S开始,采用了最大8000颗松下供应的18650规格的钴酸锂正极的锂离子电池,由于非常糟糕的热稳定性以及当时非常不成熟的温控系统的电池包,特斯拉推出的Model S车型在全球很多地区出现了热失控后起火的事故。


这让当时诸多的行业人士以及媒体对特斯拉以及其代表的新能源汽车提出了诸多的质疑。而随着松下NCA镍钴铝正极材料锂离子电池的量产,虽然特斯拉电池包所采用的依然是18650规格的电池单体,但是电池包的热稳定性得到了很大提升,热失控问题获得了极大缓解。


在推出了Model S以及Model X两款车型之后。伴随着马斯克一直崇尚的“第一性原理”,特斯拉在全球范围取得了极大的关注和追捧。而松下NCA镍钴铝18650规格的锂离子电池当之无愧地成为了当时世界上真正的第一款专门为电动汽车开发的“动力型锂离子电池”。


磨合前行,短暂的“蜜月期”


在松下与特斯拉合作进入到了稳定期之后,新型“动力型”锂离子电池得到了更进一步的升级迭代。在18mm*65mm规格的基础之上,特斯拉与松下推出了全新的21mm*70mm规格的“动力型锂离子电池”(俗称21700电池)。


与此同时,电池正极材料的钴金属含量从原本的30%左右降低至不到10%,电池单体的能量密度从原本240Wh/kg左右提升至300Wh/kg。


如此的巨大提升,关于当时的全球新能源汽车产业而言,无疑是一个创举。而原本要最多8000颗电池单体的电池包减少到原本的一半不到,仅要3000颗左右的电池单体就能组成全新的电池包,而电池包的系统能量密度也达到了167Wh/kg。


彼时,我国这个全球最大的新能源汽车示范市场的动力锂电池单体能量密度正在向200Wh/kg迈进,电池系统能量密度还在140Wh/kg左右徘徊。而在此基础之上推出的特斯拉model 3车型一经推出就收到了全球超过30万辆左右的订单,特斯拉与松下的蜜月期正式开始。


或许蜜月总是那么甜蜜而短暂。虽然在市场上取得了巨大成功,但是2018年的特斯拉却经历着数不尽的痛苦与折磨。面对着市场对未来前景的质疑、融资能力持续下降、现金流严重匮乏、核心高管团队不断离职、Model 3订单巨大却产量严重不足等诸多问题,特斯拉迎来了从创业之初至今最大的危机。


作为创始人的马斯克也承受着巨大的压力,但是作为核心供应商以及合作伙伴的松下却一而再再而三的掉链子,双方合作的问题在2019年开始集中暴露,并毫无遮掩地呈现在世人面前。


矛盾公开,松下“吃黄连”


位于内华达沙漠的特斯拉Gigafactory厂在2018年十二月建成投产。作为特斯拉在美国最大的生产基地,这个拥有7000名员工,24小时持续开工的超级厂在投产之时也仅仅完成了30%左右的产量建设。


随后在2019年一月份,松下与丰田汽车在日本签署合约,意图谋求新的市场机遇;同年四月份,松下停止对特斯拉Gigafactory 1电池厂的扩张计划,也暂停了对特斯拉上海厂的投资,双方关系迅速降温。


松下与特斯拉的积怨于2019年十一月份达到顶点,松下电器CEO津贺一宏公开表示,松下低估了和特斯拉的合作风险,目前难以从与特斯拉现有电池合作业务中赚取利润,而关于特斯拉在华投产,松下表示没有计划为特斯拉在我国新建电池厂。


2020年春节期间,宁德时代公布通告宣称成为特斯拉在我国地区的动力锂电池供应商。通告一出,新能源汽车行业一片哗然,关于特斯拉与宁德时代未来的合作猜想纷至沓来。


然而,宁德时代通告上的内容却显得并不是那么振奋人心。通告称,公司拟与Tesla,Inc、特斯拉(上海)有限公司签订《Production Pricing Agreement (China)》,目前Tesla, Inc 已签署,尚需特斯拉(上海)有限公司签署。协议约定宁德时代将向特斯拉供应动力锂离子电池,期限为2020 年7 月1 日-2022 年6 月30 日,并未对特斯拉采购量进行强制约束,具体采购情况特斯拉会根据自身需求以订单方式确定。


虽然从这个模棱两可的通告上我们基本上找不到太多有价值的信息,但是结合松下与特斯拉的合作以及宁德时代在2019年的种种动作和表现我们可以继续探究。


宝马“钦点”,宁德时代“上位”


众所周知,宁德时代创立初始并不是太知名,而2017年十二月与宝马汽车的合作让宁德时代迅速进入了汽车行业的视野。经过了三年多时间的快速发展,凭借自己在动力锂电池领域的技术实力,宁德时代进入了高速发展期。


超过60%的市场占有率让宁德时代成为我国乃至全球新能源汽车动力锂电池供应链中的龙头。但是在动力锂电池领域技术路线的探索中,宁德时代从未进行过圆柱型动力锂电池的拓展,而在高镍811镍钴锰三元方壳电池领域,宁德时代一直走在行业的前端。


2019年底,宁德时代对外宣称将率先采用全新CTP技术的无模组电池包。并表示在成本上,CTP电池包体积利用率提高了15%-20%,零部件数量减少40%,生产效率提升了50%,投入应用后将大幅降低动力锂电池的制造成本。在2020年,采用CTP结构的动力锂电池包将达到200Wh/kg的系统能量密度。


系统能量密度200Wh/kg意味着什么?意味着纯电动汽车动力锂电池系统能量密度将达到一个前所未有的高度,意味着作为持续引领全球新能源汽车技术发展的特斯拉至少在动力锂电池领域开始落后。


就像2018年Model 3上市前特斯拉采用21700电池所带来的期待相同,全球新能源汽车动力锂电池在宁德时代的努力下将再次出现质的飞跃。


从技术角度来讲,或许作为特斯拉创始人的马斯克,不愿将技术第一的桂冠轻易让给竞争对手,才会在即使已经选好了LG化学这个松下的替代者的时候,依然将橄榄枝抛给了宁德时代,这个在动力锂电池技术路线上跟特斯拉完全不相干的年轻的动力锂电池龙头公司。


牵手宁德时代,押宝我国未来


从技术角度而言,目前采用了21700 NCA电池的Model 3的167Wh/kg的系统能量密度在当下还算是主流水平,但是相较于即将推向市场的宁德时代200Wh/kg的CTP电池包而言,已经是大大的落后了。


系统能量密度达到200Wh/kg的宁德时代CTP技术,可以说仅仅在动力锂电池包体结构方面进行了较大幅度的优化就占据了全球动力锂电池技术的新高度,而其采用的依然是单体能量密度在240Wh/kg左右的石墨负极的高镍三元电池。


相比特斯拉采用的高镍(9:0.5:0.5)NCA镍钴铝正极的动力锂电池300Wh/kg的单体能量密度,目前的高镍811镍钴锰正极的电池240Wh/kg单体能量密度还有大幅度提升的空间。而采用硅碳负极的300Wh/kg的高镍811镍钴锰三元电池在2019年已经送检。


一旦采用300Wh/kg的高镍811镍钴锰大单体三元方壳加上CTP结构的电池包在系统能量密度上进一步突破至240Wh/kg以上,以21700为代表的小圆柱单体成组的技术路线将由于成组效率太低很快被抛弃。


到这里我们可以大胆猜想一下为何宁德时代的通告那么含糊其辞。当然,首先作为供应商一定要有供应商的觉悟,不能太抢主机厂的风头。其次,关于特斯拉而言,假如彻底抛弃掉原有的动力锂电池技术路线就意味着,前期与松下合作建设的所有产量将彻底废弃,而松下这个初期的战略合作伙伴也将彻底被抛弃。


这个当然是坚决不允许发生的事情,尤其是在特斯拉全面度过难关并开始全新篇章的时候。而与宁德时代的合作更多代表的是未来,或许两年的合作期以及并不限制供应的规模以及数量,实际上是在为了技术快速迭代时不落下风做的充分准备,更为了能够实现平稳过渡期做的妥协。


其实我们从Model S等车型刚刚开始采用21700单体的动力锂电池包就能了解,从旧技术到新技术的过度,特斯拉在先期已经按照两至三年的时间来计划。


写在最后:


或许与宁德时代的大规模全面合作还要两至三年的时间,但是不论要多少时间的过度,关于电动汽车这个高速技术迭代的新生事物而言,“新陈代谢”总是不断地、快速地发生着。


旧的终将被抛弃、新的终究会到来。关于我们而言,只要去等待就好。(专栏作者系动力锂电池技术专家、新能源汽车产业资深分析人士)

原标题:松下与宁德时代,特斯拉电池技术的新陈代谢


Tags: 特斯拉电 

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