19世紀(jì)80年代，圍繞著是使用直流電還是交流電，天才發(fā)明家愛迪生和天才工程師特斯拉開啟了一場“交直技術(shù)之戰(zhàn)”。一百多年后的現(xiàn)在，同樣是與電有關(guān)，圍繞著動(dòng)力電池，新能源巨頭們再次押寶不同技術(shù)路線。特斯拉的“高鎳無鈷”4680無極耳電池、寧德時(shí)代永不著火的811三元鋰電池，比亞迪達(dá)到140Wh／kg能量密度的磷酸鐵鋰刀片電池......對于新能源汽車行業(yè)而言，一場不見硝煙的技術(shù)路線之爭正擺在眼前。

動(dòng)力電池再起路線之爭

關(guān)注汽車行業(yè)的都知道，在新能源汽車產(chǎn)業(yè)中，動(dòng)力電池一直存在著路線之爭。成本低、材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性更高的磷酸鐵鋰電池，在能量密度、充放電功率以及體積上表現(xiàn)較差；能量密度更高、體積更小的三元鋰電池，成本高昂同時(shí)還在安全性上則有所欠缺，甚至當(dāng)下大部分因?yàn)殡姵匾l(fā)自燃的電動(dòng)車使用的都是三元鋰電池。

由于彼此存在的優(yōu)劣，在過去幾年里，新能源動(dòng)力電池領(lǐng)域中，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的路線之爭從未停歇。但基于新能源補(bǔ)貼對續(xù)航的限制以及消費(fèi)市場對續(xù)航的需求，從2017年開始大多數(shù)新能源電動(dòng)車企業(yè)開始從磷酸鐵鋰電池轉(zhuǎn)成三元鋰電池。然而伴隨著新能源補(bǔ)貼的退坡，三元鋰電池高昂的成本問題再次暴露出來。

與磷酸鐵鋰電池不同，三元鋰電池的主要原材料為鎳、鈷、錳。其中，以鈷金屬的成本最高。公開數(shù)據(jù)顯示，伴隨著世界范圍內(nèi)電動(dòng)汽車銷量的增加，新能源汽車企業(yè)對鈷的需求量與日俱增，鈷的價(jià)格持續(xù)攀升，并在2018年達(dá)到9.5萬美元/噸高點(diǎn)。盡管后來鈷金屬的價(jià)格有所下滑，但仍保持在一個(gè)較高的水平。截至發(fā)稿前，鈷金屬最新市場售價(jià)為4.06萬美元/噸。而不是用鈷的磷酸鐵鋰電池，據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，成本只有三元鋰電池的一半左右。

一方面是居高不下的鈷金屬價(jià)格，另一方面則是持續(xù)退坡的新能源汽車補(bǔ)貼。對于使用三元鋰電池的企業(yè)而言，未來國家財(cái)政補(bǔ)貼對新能源產(chǎn)品成本的影響作用將越來越小，而鈷已經(jīng)成為限制新能源汽車成本降低的主要因素。

“鐵鋰”“三元”搖擺不定

如何降低對鈷的依賴性成為新能源汽車控制整個(gè)成本鏈的關(guān)鍵。今年3月，比亞迪帶來了最新的解決方案——磷酸鐵鋰刀片電池。相比此前的磷酸鐵鋰，比亞迪最新研發(fā)的刀片電池在能量密度、安全以及成本上都進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了突破。數(shù)據(jù)顯示，比亞迪第一代刀片電池能量密度已經(jīng)比傳統(tǒng)鐵電池提升了50%，達(dá)到140Wh／kg，體積能量密度達(dá)到230Wh／L，成本同時(shí)還下降30%。在續(xù)航方面，搭載刀片電池的比亞迪漢NEDC續(xù)航達(dá)605km。而在未來，據(jù)比亞迪深圳開發(fā)中心副總監(jiān)魯志佩透露，“刀片電池2025年或?qū)?shí)現(xiàn)能量密度180Wh／kg，體積能量密度達(dá)到300Wh／L，續(xù)航也將進(jìn)一步增加。”

從這一數(shù)據(jù)來看，以刀片電池為代表的磷酸鐵鋰電池已經(jīng)解決了此前能量密度不足的問題。但值得注意的是，這并不意味著磷酸鐵鋰占據(jù)了絕對優(yōu)勢。“從能量密度等方面看，磷酸鐵鋰電池始終有其局限性，要達(dá)到200Wh/kg已非常難，而三元鋰可以輕松突破300Wh/kg以上。從安全方面而言，當(dāng)前磷酸鐵鋰電池比相對活躍的三元鋰電池安全些，但通過材料、工藝、設(shè)計(jì)等方面的努力，三元鋰電池的安全性也可提升。”一位來自動(dòng)力電池研究院的專業(yè)人士向愛卡表示，“磷酸鐵鋰電池在短期內(nèi)依然占有成本優(yōu)勢，但從長期來看，隨著三元鋰電池的技術(shù)和規(guī)模加速發(fā)展，未來具體如何誰也無法斷定。”

寧德時(shí)代的最新產(chǎn)品也佐證了這一觀點(diǎn)。以寧德時(shí)代的811電池為例，經(jīng)過對正極材料、電解液、電池包強(qiáng)度、散熱系統(tǒng)等多個(gè)方面的提升以及優(yōu)化，電池安全問題已經(jīng)得到了極大的改善。10月16日，寧德時(shí)代董事長曾毓群還在“第五屆動(dòng)力電池應(yīng)用國際峰會”上直接表示：“寧德時(shí)代設(shè)計(jì)開發(fā)的811三元電池系統(tǒng)，可輕松通過熱擴(kuò)散測試，時(shí)間不是5分鐘，而是永遠(yuǎn)不起火。”但解決了安全問題的寧德時(shí)代NCM811電池依舊未能解決高昂的鈷成本問題。

在這樣的背景下，如何押寶技術(shù)路線無疑是一件十分具有挑戰(zhàn)性的事。過去的一段時(shí)間里，特斯拉從松下、LG化學(xué)供應(yīng)的三元鋰電池?fù)Q成了寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰電池；哪吒N01同時(shí)使用比克動(dòng)力的三元鋰電池和寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰電池；廣汽蔚來合創(chuàng)007搭載的則是寧德時(shí)代的NCM811三元鋰電池。刀片電池出來后，外界又有消息傳出幾乎所有汽車品牌都和比亞迪進(jìn)行了合作的接觸，其中包括戴姆勒、福特等。顯然，有所突破但都未能解決根本問題的磷酸鐵鋰和三元鋰電池令一眾車企也陷入了兩難的境地。

“高鎳無鈷”、石墨烯、氫燃料或后來居上

新能源汽車要從燃油車口中奪食，勢必要加快降低電池成本，同時(shí)也要保證續(xù)航里程和電池能量密度。在依賴大型動(dòng)力電池廠商解決這一問題之外，也有車企決心自己來打破這一僵局。素有“新能源產(chǎn)業(yè)風(fēng)向標(biāo)”之稱的特斯拉，在9月22號的超級電池日發(fā)布會上帶來了自己的解決方案——4680無極耳電池。相比于現(xiàn)款電池，在無極耳技術(shù)的加持下，4680電池有更低的內(nèi)阻，更低的發(fā)熱量，能量容量提升了5倍，車輛續(xù)航也會提升16%。此外最重要的是，4680無極耳電池“高鎳無鈷”，成本可下降12%。

為了這一電池的量產(chǎn)，特斯拉開始全球瘋狂掃礦，印尼、加拿大等多地傳出與特斯拉合作的消息。但特斯拉無法回避的一個(gè)問題是，新電池的高能量密度仍然建立在三元電池的基礎(chǔ)之上。在此之前，特斯拉的自燃新聞早已屢見不鮮，三元電池的安全性也被大眾詬病已久。而在新電池中去掉的鈷，恰恰就是在傳統(tǒng)三元電池中提升穩(wěn)定性、延長電池壽命的重要元素。動(dòng)力電池的安全問題是否會因此加劇，恐怕將成為懸在特斯拉頭上的達(dá)摩克利斯之劍。

事實(shí)上，在傳統(tǒng)的三元電池和磷酸鐵鋰電池之外，也有企業(yè)采用完全不同的技術(shù)路線，比如廣汽的石墨烯電池。作為“新材料之王”，石墨烯被科學(xué)家預(yù)言將“徹底改變21世紀(jì)”。數(shù)據(jù)顯示，廣汽研發(fā)的石墨烯“超級快充電池”僅需8分鐘就可以將電池充電至85%，充電時(shí)間與傳統(tǒng)燃油車的加油時(shí)間相當(dāng)，最快在今年底，石墨烯電池量產(chǎn)研發(fā)工作就將從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵻?。但同樣地，價(jià)格可以媲美黃金的石墨烯材料，同樣存在著成本問題，是否能從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化還有待商榷。

比石墨烯先走出實(shí)驗(yàn)室的氫燃料電池，盡管排放0污染，續(xù)航里程高，但豐田早在2014年就推出的氫燃料電池量產(chǎn)車，幾年下來累計(jì)銷量也不過1萬輛左右。除了氫燃料運(yùn)輸以及氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等難題外，氫燃料電池同樣面臨著成本問題，其所使用的鉑金催化劑存在著產(chǎn)量低和價(jià)格貴兩大問題。目前，豐田一直努力降低鉑金的含量以及尋找新材料來替代。

從這些可以看出，當(dāng)下的動(dòng)力電池之爭主要是三元和磷酸鐵鋰之間，但未來并不一定會局限于此。雖然石墨烯、氫燃料等電池商業(yè)化還有較長的路要走，但新技術(shù)、新材料的層出不窮，或?qū)⒃诓唤?jīng)意間就改變現(xiàn)有電池市場格局。對于企業(yè)而言，這種復(fù)雜的局面無疑也加大了市場競爭的難度。押寶三元、押寶鐵鋰甚至押寶燃料電池，都只能贏在某一個(gè)當(dāng)下，而無法一勞永逸。未來，新能源汽車市場的電池技術(shù)路線之爭，或?qū)⑦€有很長一段時(shí)間的較量。