便宜多少？特斯拉和比亚迪为了成本“抛弃”了它！
那么，什么是“无钴电池”呢？真的很重要吗？
什么是无钴电池？
这里简单科普一下。纯电车使用的动力电池根据正极材料的不同分为几类。目前市场上最主流的两种技术电路是“三元锂电池”和“磷酸铁锂电池”。这两种电池的隔膜、电解液和负极材料基本相同，唯一的区别就是正极材料。
广义来说，正极材料中含有钴的电池可以称为“含钴电池”，负极材料中不含钴的电池可以称为“无钴电池”。
狭义的“三元锂”是指含有镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)或铝(al)三种金属元素的聚合物，其中“NCM”和“NCA”中的C代表钴，所以都属于“含钴电池”；磷酸铁锂电池的正极是橄榄石结构的LiFePO4材料，所以我们通常认为“无钴电池”就是磷酸亚铁锂。
为什么要用无钴电池？
再者，特斯拉为什么突然转用无钴电池？
事实上，特斯拉多年来一直在努力减少钴的使用。2009年，在Roadster上，特斯拉使用了锂钴氧化物电池。2012，在模特？在S上，钴的消耗量为11kg/辆。2018，在模特？3、钴的用量为4.5公斤/辆。到现在为止。2020年，特斯拉打算制造无钴电池。钴的使用逐渐减少，最终目的是因为“成本”。
众所周知，电动汽车的核心部件是三电系统。三种动力系统中，电池的成本最高，可占整车成本的35%-40%；三元锂电池中，钴材料的成本最高，可占整个电池组成本的30%-40%。在磷酸铁锂电池中，正极材料仅占电池成本的13%-15%左右。
在此前召开的电动汽车百人会上，中科院院士高曾提到，现阶段新能源汽车的动力电池成本在0.6~1.0元/Wh之间，其中下限为相对更便宜的磷酸铁锂电池，上限为成本更高的三元锂电池。通过更换无钴电池，特斯拉可以继续降低成本和体积。
“无钴电池”的使用不仅包括价格的下降，还包括价格和供应的稳定。因为钴通常是铜或镍开采的副产品，很容易受到这些金属的需求和价格波动的影响。
除此之外，容易被忽略的是，特斯拉和当代安培科技有限公司实际上是在通过采用新的电池技术来摆脱核心供应商的束缚。在此之前，我们都知道特斯拉和松下建立了非常密切的合作关系，但是在Model？3在产能攀升的时候，松下的电池供应速度被马斯克反复吐槽，出了很多“丑闻”。换句话说，当只有一个关键核心供应商时，对特斯拉的制造来说风险极大。
增加供应商，开发新的技术路线，把鸡蛋放在不同的篮子里，是商业竞争中更聪明的计划。就在笔者落笔之际，又有新消息传出，特斯拉准备自己生产电池，也印证了这一猜测。
有意思的是，当外界猜测特斯拉与当代Amperex Technology，Limited将联合研发新一代磷酸铁锂电池时，特斯拉Giga Shanghai回复Tik Tok网友称，“请关注特斯拉4月份的电池发布会，因为没有钴，不代表一定是磷酸亚铁锂”，随后该评论被官方删除。这让我们对两者的合作更加好奇。
但无论是使用无钴磷酸铁锂电池的路线，还是使用NCM811高镍电池向NCMA(镍-钴-锰-铝)四元电池推进的路线，在过程中逐渐用其他包覆元素替代钴。这是一件好事，因为:
对于特斯拉来说，与国内动力电池巨头当代安培科技有限公司合作，不仅可以进一步降低成本，还可以提高效率。同时可以增加电池供应渠道，保证上海工厂不受电池瓶颈制约，可谓一举两得。
就新能源汽车市场而言，特斯拉与当代安培科技有限公司的合作将进一步降低国产特斯拉的制造成本，进而继续挖掘国产特斯拉的价格空间，进一步激活国内25万级电动车市场。
比亚迪和特斯拉一起想到的。
无独有偶，在特斯拉宣布之前1个月，比亚迪也宣布推出一款全新的“无钴电池”——超级磷酸铁锂电池，官方也称之为“刀锋电池”。
什么是刀片电？
所谓刀片电池，指的是“长电芯方案”(主要指方形铝壳)，这是一种通过增加电池的长度(扁长设计)，将它们排列成阵列，像“刀片”一样插入电池组，从而提高电池组集成效率的技术。它不是指某个特定尺寸的电芯，而是可以根据不同的要求做成不同尺寸的电池。总的原则如下:
通过叶片电池的方式，比亚迪的磷酸铁锂电池能量密度可以达到180Wh/kg，比之前提高了9%左右，而体积能量密度可以提高50%。同时，通过改变内部机制和其他技术，单位成本可以降低30%。根据比亚迪官方介绍，新刀片电池的寿命可达百万公里以上。
比亚迪官方宣布，“汉”将是全球首款搭载“刀锋电池”的车型，预计今年6月上市。
铁电池的优点？
刀锋电池的特别之处不仅在于全新的电池排列结构，更关键的一点是它是磷酸铁锂电池。这也是在三元锂电池方案已经成为普遍做法的市场趋势下做出的决定。
比亚迪选择它是因为它的几个优点。
首先，磷酸亚铁锂晶体中的P-O键比较稳定，不易分解。即使遇到高温或过充，也不会像钴电池一样崩溃发热或形成强氧化性物质。所以磷酸铁锂电池天生热稳定性更好，即使碰撞破碎也不容易自燃。
热稳定性较差的三元锂经常自燃。
其次，磷酸亚铁锂的耐久性更好，只有在完整的充放电循环超过3500次后，功率才会衰减到80%。再者，由于不含贵金属(镍、钴金属元素)，生产成本更低，生产环节更环保。
以上优点都是三元锂电池所不具备的。
铁电池有这些优点，为什么以前没有广泛使用？
再来看销量。2019年中国动力电池累计产销量分别为85.4GWh和75.6GWh，其中三元电池累计产量为55.1GWh，占总产量的64.6%，累计销量为53.0GWh，占总销量的70.0%。磷酸铁锂电池累计产量27.7GWh，占总产量的32.4%，累计销量20.6GWh，占总销量的27.2%。
从这个比例来看，三元锂电池的市场表现明显强于磷酸亚铁锂。造成这种现象的主要原因是铁电池还有很多缺点没有解决。
第一，低温性能差。磷酸铁锂电池的温度下限为-20℃，低温环境下放电性能较差。容量保持率在-10℃时约为60 ~ 70%，40 ~ 55%，-20℃时约为20 ~ 40%。相比之下，三元锂电池在下限为-30℃时具有良好的低温放电性能。在与磷酸铁锂电池相同的低温条件下，冬季行驶里程衰减小于15%。所以相比三元锂电池组，磷酸亚铁锂更依赖于电动车的车载环境和电池温控系统。
第二，能量密度低。磷酸铁锂电池由于化学特性，电压平台较低，普通磷酸铁锂电池能量密度约为140Wh/kg。即使是比亚迪的超级磷酸铁锂电池，能量密度也只能达到180Wh/kg，距离三元锂电池200Wh/kg以上，还有差距。
还有一点大家很容易忽略的——补贴因素。以前三元锂电池因为能量密度更高，所以能拿到更多补贴，大家自然走了一条更宽松的路。但在2019补贴整体下降后，两者之间的差距越来越小，这也是磷酸铁锂电池重新回到人们视野的重要原因之一。？
如何克服能量密度问题？
低温表现和政策原因很好理解。这里我们将重点讨论铁电池的能量密度。这是当代安培科技有限公司和比亚迪的关键点:比亚迪交出的是“刀片电池”结构，而当代安培科技有限公司交出的是“CTP技术”。
比亚迪刀片电池的特点
根据比亚迪披露的专利，刀片电池是430mm甚至2500mm的超长电池，其电池两端都有极耳。与传统的方形电池相比，它呈现出“平”“长”的形状，直接省略了电池模块。
现有电池组结构在电池组总体积相同的情况下，每个模块的侧板、端板、紧固件、横梁、纵梁等部件较多；全新结构的比亚迪电池组，除去电池管理系统、配电箱等部件，空间利用率约为62%。受不同电芯布局的影响，封装内的空间利用率分别为55%至65%，必要时甚至可以达到80%。
由于零部件减少，重量减轻，所以单位质量的能量密度也能提高，整车续航里程也能提高。采用新结构的电池组，充电容量提升约20%-30%，续航里程也可提升20%-30%。
当代安普科技有限公司CTP的特点
与比亚迪的刀片电池相比，当代安培科技有限公司在技术上并没有那么激进。它仍然保留了模块的概念，只是模块的数量减少了，或者说每个模块变大了。
根据Contemporary Amperex Technology有限公司的专利，一个大模块被几个塑料散热板分成小空间，方形外壳的电池可以像电脑硬盘一样插入这些小空间。
每个电芯侧面贴有导热硅胶垫片，电芯宽度方向的散热板上留有散热通道，可直接与外部冷却管道连接。
根据当代安培科技有限公司的数据，这可以减少约40%的零件，这些零件来自模块之间的连接线束、侧板和底板。此外，在电池体积不变的情况下，采用CTP技术的电池组体积利用率也提高了15%-20%。
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当代Amperex科技有限公司的CTP技术和比亚迪的blade电池技术大大提高了磷酸铁锂电池的能量密度。当这个短板补齐后，我们可能很快就会看到后补贴时代铁电池的回归。
事实上，无论特斯拉和当代安培科技有限公司最终决定采用哪条技术路线，特斯拉和比亚迪的选择都会对现有的三元锂电池市场产生很大影响。届时，车型的成本将会降低，消费者可以用更少的钱买到同样优秀的产品。
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