本文目录一览：
- 1、特斯拉自产电池的秘密：布局5年，用成本碾压同行！产线正在搭建
- 2、树动力电池新标杆 比亚迪刀片电池“征服”针刺测试
- 3、“弹匣”一出，谁与争锋？广汽埃安攻破三元锂电池的关键痛点
- 4、锂电池是谁发明的呀？
- 5、?动力电池打响“去钴战”
特斯拉自产电池的秘密：布局5年，用成本碾压同行！产线正在搭建
车东西
文?| Bear
导语：借着电动汽车的行业大潮，动力电池产业迅速崛起，全球已形成中、日、韩三国企业争霸，松下、LG、宁德时代等巨头分庭抗礼的行业格局。
表面的平静背后，新一轮巨变正在酝酿之中——固态电池即将掀起新一轮技术变革浪潮、动力电池白名单去除后日韩企业重回中国市场、全球车企与零部件巨头们也纷纷涉足电池产业，一场大变局即将上演。
为此，车东西特推出《动力电池大变局》系列报道，详解全球动力电池产业的风云变幻，本文为系列报道之一。
特斯拉自产的动力电池终于来了，马斯克的野心从电动汽车产业涌向了动力电池产业，新的血雨腥风将拉开序幕。
今日，据外媒electrek报道，特斯拉的“Roadrunner”动力电池自产计划正式启动，位于美国弗里蒙特大沙漠内的工厂，一条属于特斯拉自己的动力电池生产线正在成型。
整件事件最值得关注的焦点在于，达成规模化生产之后的特斯拉动力电池每度电仅需100美元（约合人民币701元，指每kWh容量电池价格），而根据投资机构瑞银公布的数据，松下当前动力电池每度电的成本约为111美元（约合人民币772元），而宁德时代动力电池的成本则为每度电150美元（约合人民币1042元）。
特斯拉进入动力电池产业的第一件事，就是打掉动力电池产业的价格“底裤”。
▲外媒报道特斯拉正在弗里蒙特工厂建造电池生产线
但除此之外，马斯克的这场动力电池“闪电战”还将在汽车产业与动力电池产业同时掀起浪潮。更多拥有资本与技术的车企在特斯拉的号召下，将会涌入动力电池市场，冲击当前的动力电池产业格局。
在这样关键的节点上，我们有必要找到特斯拉如何突破动力电池产业技术壁垒，一步一步解决电池研发，并最终具备电芯生产能力的秘密。
车东西通过对特斯拉五年以来的投资布局、技术研发情况与产业链布局进行梳理，找到了其中的答案。
一、耗时五年?三元锂电之父助力特斯拉自产电
2020年2月12日，外媒electrek曝料称，特斯拉正在美国弗里蒙特工厂搭建一条动力电池生产线。一时间，特斯拉自产动力电池的消息公之于众，引发了业界震动。
但若非此次媒体曝光，恐怕没有人能想到特斯拉自产动力电池的速度如此之快。
原因在于，与其他大张旗鼓进军动力电池产业的车企不同，特斯拉在这一领域的布局简直可以用低调来形容。
自2015年以来，特斯拉与动力电池相关的投资仅有三笔，分别是对达尔豪斯大学杰夫·戴恩研究小组（Jeff Dahn Research Group）的5年赞助计划、收购电池技术公司Maxwell以及收购电池制造设备公司Hibar。
三笔投资中，特斯拉仅披露了收购Maxwell的金额——2.18亿美元（约合人民币15.27亿元），另外两笔投资的金额与具体细节均未公布。
但正是这三笔投资，凑齐了特斯拉自产电池所需的关键技术——动力电池的电极、电解液、隔膜、电池壳体以及电池的制造工艺。
特斯拉在动力电池领域的布局始于2015年。
以领先于业界的三电技术立身的特斯拉不甘于在动力电池领域受制于松下，更何况彼时松下动力电池的产能爬坡速度远不如特斯拉汽车生产线的产能爬坡速度。
马斯克有预见性地意识到，松下可能会成为特斯拉迈向年产百万辆电动汽车的最大阻碍（随后事实如其所料，2018年松下的动力电池产能限制了特斯拉Model 3的量产速度）。
于是，马斯克动起了自产动力电池的念头。
2015年，马斯克找上了专注于锂电技术产业化的杰夫·戴恩团队，希望为其提供“数额可观的5年的研究经费”（the substantial 5-year funding package），让其为特斯拉研发寿命更长、成本更低、能量密度更高的锂离子电池。
▲杰夫·戴恩研究小组
杰夫·戴恩团队是加拿大顶级大学达尔豪西大学内一支专注于锂离子电池技术研究的团队，自2008年开始研究锂电池产业化项目。其官方网站显示，该团队目前拥有30人左右的规模，共计发表论文600余篇，在重量级期刊JES与JPS上均有论文发布。
有外媒评价，该团队是目前锂电池领域研究实力最强的团队之一。
杰夫·戴恩本人更是通过精确限定镍钴锰材料中镍的含量，使三元复合正极材料成功实现规模商业化，成为了业界公认的三元材料技术真正的开创者和发明者。
▲杰夫·戴恩
一边是急于自研自产动力电池的特斯拉，一边是希望并且擅长将技术产业化的杰夫·戴恩团队，双方一拍即合。
同年6月16日，杰夫·戴恩团队所在的达尔豪西大学与特斯拉共同宣布，杰夫·戴恩研究小组的合作伙伴将在2016年6月，从3M Canada转移到特斯拉，并与特斯拉达成独家合作协议。
达成合作协议之后，杰夫·戴恩老爷子一屁股坐进了特斯拉的前备箱，比出两个大拇指，兴奋之情溢于言表。
▲杰夫·戴恩
在此之后，杰夫·戴恩团队持续在新型锂离子电极材料、锂离子电池故障机理诊断、电解质添加剂、钠离子与锂离子电池安全性基础研究以及电池研究理论/建模方面持续取得突破。
去年年底，来自杰夫·戴恩团队的论文显示，其新研发的动力电池循环周期可达到5000次左右，对应电动汽车行驶寿命超过100万英里（约为160万公里），这项专利目前已经为特斯拉所有。
而近期外媒electrek又曝出消息，称杰夫·戴恩团队的研究成果将使特斯拉的动力电池成本达到100美元/kWh（约合701元/kWh）。对比投资机构瑞银给出的数据，松下动力电池的成本约为111美元/kWh（约合771元/kWh）、宁德时代约为150美元/kWh（约合1042元/kWh），特斯拉目前的电池成本在业界属于最低水平。
据了解，杰夫·戴恩团队还在帮助特斯拉完成能量密度500Wh/kg的高镍三元锂电池的研发，目前已初具成果。
可以说，2016年以来，杰夫·戴恩团队为特斯拉自产电池项目贡献了众多底层的技术专利与经验积累，完善了特斯拉从电极、电解质到电池壳体环节的大部分技术链条。五年时间，杰夫·戴恩团队也确实完成了签约时对特斯拉许下的诺言——帮助特斯拉提升动力电池循环次数、降低动力电池成本、研发高能量密度动力电池。
这笔投资对于特斯拉而言，物超所值。
二、收购Maxwell?干电极技术提升动力电池能量密度
2016年之后，马斯克转身扎进了特斯拉Model 3的产能地狱，再无闲暇顾及动力电池产业的布局，以至于2017年、2018年2年时间里，特斯拉在动力电池产业并没有大的动作。
但时间来到2019年，一件事情为马斯克敲响了警钟。
2019年2月，特斯拉2018年财报发布的电话会议上，马斯克指出，超级工厂电芯产能的不足是限制特斯拉Mode 3产能的最大桎梏。
2019年4月，马斯克再度发推表示，“超级工厂的电芯产能只有24GWh，从7月份开始一直限制Model 3的产能，在产能到达35GWh之前，特斯拉不会再投钱进去。”
来自松下的产能限制，使得马斯克再度意识到了动力电池的重要性，他开始加速特斯拉在动力电池领域的布局。
2019年5月，特斯拉以2.18亿美元（约合人民币15.27亿元）的价格收购电池技术公司Maxwell，溢价幅度达到55%。
之所以如此迫切地拿下这家公司，是因为特斯拉看中了Maxwell的干电极技术与超级电容技术。
▲Maxwell干电极技术介绍
传统的电极制备工艺属于湿电极工艺，制造过程中，需要将正负极材料加入溶剂中，对电极片材料进行涂覆。
这种制造工艺的优势在于生产工艺验证时间长，电极质量稳定，但溶剂的特性决定了这种电极涂覆的方式生产的电极较薄，能量密度受限。
同时，生产过程中，需要对溶剂进行蒸发，这一部分生产工艺会产生一定程度的环境污染。
而无溶剂的干电极生产工艺则是将活跃的正负极材料混入黏性物质中，使得正负极材料自身“原纤维化”，形成自支撑膜，牢牢地粘着在电极片上（原理类似于脚底牢牢粘上的口香糖）。
这种生产工艺可以制备更厚的电极，使得电池的能量密度得到大幅提升。目前，使用该工艺制成的三元锂电池电芯能量密度大于300Wh/kg，电芯单体能量密度最高可实现500Wh/kg，同时获得更大的放电倍率。
与此同时，干电极的另一大好处，就是可以在电池使用之后，持续为其补充锂金属，弥补电池的容量衰减；而采用湿电极法制备的电极，补充锂金属和混有锂金属的碳不能很好地彼此融合，通常会伴有烟雾、火苗和噪音等强烈反应。
此外，干电极的制作流程不需要进行溶剂干燥步骤，降低了生产成本与时间成本，也降低了环境污染。
另一项超级电容技术，则可以用作能量回收过程中的快速储能装置，其能耗远小于将回收的动能重新储备到电池中。
而在急加速过程中，超级电容器能够实现大功率放电，避免动力电池直接大功率放电产生锂晶枝，对电池结构造成不可逆的损伤。
超级电容技术的另一大优势，就是工作温度范围大，大部分电池的工作温度需要维持在20℃-40℃之间，对外界环境温度要求较为苛刻。而超级电容的工作温度在-40℃-80℃之间，可用于冬天车辆起步与动力电池的加热。
干电极技术为特斯拉自产电池提高了能量密度，而超级电容技术能够在特定场景下为电池提供辅助作用，二者结合或许是特斯拉将来会采用的“混动”方案。
三、收购电池生产设备商Hibar?为自产电池铺路
投资杰夫·戴恩团队，收购Maxwell都是为了掌握最新的电池技术，掌握技术之后的关键就是将其量产。
2019年10月，有媒体发现，加拿大精密设备公司Hibar突然出现在特斯拉旗下，成为了特斯拉的控股子公司。
特斯拉收购Hibar属于秘密进行的项目，其收购日期、金额、合作细节均未透露，但可以明确的是，收购Hibar意味着特斯拉的自产电池项目仅差临门一脚。
Hibar以生产高精度定量注液泵、注液生产系统、自动化电池制造和工艺设备闻名，产品线覆盖了完整的电芯生产流程。
▲Hibar产品一览
在过去的40年时间里，Hibar已经成为了电池行业里一次电池及二次电池生产线的首选供应商。
投资杰夫·戴恩团队让特斯拉拥有了自研动力电池的技术人才，收购Maxwell使得特斯拉掌握了动力电池领域最前沿的技术，而收购Hibar是特斯拉自产动力电池项目的最后一环，至此，特斯拉形成了从技术研发、样品验证到大规模量产的全面布局。
四、自产电池寿命将达100万英里?最大能量密度可达500Wh/kg
虽然特斯拉已经拥有了电池的研发、验证与量产的能力，但实际产品将能够达到什么样的效果呢？
目前其电池生产线还未投入实际使用，想从产品出发进行分析不太现实。我们可以换一个角度，从特斯拉目前拥有的技术实力，来推断其自产电池的技术指标。
1、电极
从电极角度来看，特斯拉自产的电池有很大可能性会采用已收购的Maxwell的干电极技术，该技术目前在三元锂电池领域能够实现的单体电芯能量密度为300Wh/kg，最大能够达到500Wh/kg。
现阶段，业界仅有松下的NCA 811三元锂电池以及宁德时代的NCM 811三元锂电池可在电芯能量密度达到300Wh/kg。
与此同时，上文提到，干电极技术能够实现将锂金属补充到负极内，以弥补充放电过程中，锂离子在负极、电解液中的消耗。
而此前，Maxwell有一项待审专利正是将锂离子补充至电池负极，这项专利技术将能够有效缓解电池在使用过程中的容量衰减问题。而随着特斯拉完成对Maxwell的收购，这项专利技术也自然转移到了特斯拉的名下。
▲Maxwell待审专利
在成本方面，由于省去了干燥步骤，整个电芯生产环节成本大约可下降10%-20%。
2、电解质
在电解质方面，受特斯拉资助的杰夫·戴恩团队近期在知名期刊JES上发表了两篇论文，讲述了他们在电解质方面取得的进展。
其中一篇名为《二恶唑酮与亚硫酸亚硝酸盐作为锂离子电池电解液添加剂》。
论文中提到，杰夫·戴恩团队对近期开发的新型电解质添加剂MDO以及另外两种添加剂PDO和BS进行了高温高电压与长期循环性能的测试，载体为NCM523三元锂电池。
为进行该项测试，团队将三种添加剂分别进行了单独与混合添加，不同的实验组合置于不同的温度、电压下进行测试，得出了不同的循环性能。
实验结果表明，添加了MDO、PDO电解质添加剂的电池均在石墨负极表面形成了SEI层（对负极起到保护作用），而添加了BS电解质添加剂的电池则没有形成SEI层。
通过长时间电池循环性能测试，2%PDO+1%硫酸乙烯、2%PDO+1%二氟磷酸锂的电解液添加剂组合在所有实验电解质添加剂的表现中最优，在经过800次放电循环后，电解质中留存的添加剂浓度依然大于90%。
▲实验结果，（b）（c）中最高的两条分布点分别为2%PDO+1%硫酸乙烯、2%PDO+1%二氟磷酸锂的电解液组合
在这一研究成果的基础上，杰夫·戴恩团队在去年6月又发布了一篇名为《出色的锂离子电池化学性能的广泛测试结果，可作为新电池技术的基准》的论文。
这项实验同样是对NCM523三元锂电池进行了不同的电解质添加剂测试。
实验结果显示，分别向电解质中添加2%碳酸亚乙烯酯+1%硫酸乙烯、2%氟代碳酸乙烯酯+1%二氟磷酸锂、1%二氟磷酸锂这三种电解质添加剂组合，能使电池循环寿命有效增长。
▲实验结果，紫色、绿色与红色线条为测试结果，另外两条为对照组
其中，添加了三种电解质添加剂组合的电池普遍在3000次充放电循环之后，还能保持85%以上的电池容量，有一组甚至在经历了5000次充放电循环之后，仍然保持了90%以上的电池容量。
而另外两组对照组的电池则在1000次左右的充放电循环之后，电池容量分别衰减到了50%左右的水准。
如果以5000次充放电循环次数作为电池的平均循环寿命，以特斯拉Model 3 EPA续航里程322英里作为单轮充放电的续航里程，那么在该电池组的有效生命期内，一辆特斯拉Model 3的行驶里程将会超过160万英里（约合257万公里）。
不过据特斯拉公布的专利显示，目前他们保守估计该电池的使用寿命在100万英里（约合160万公里），一般纯电动汽车所装配的三元锂电池理论使用寿命仅有40万公里-50万公里，特斯拉新电池的使用寿命大约是目前三元锂电池的3-4倍。
值得注意的是，杰夫·戴恩团队为特斯拉进行的研究是以NCM三元锂电池为基础的。因此从电解质添加剂与其适配电极的角度出发，特斯拉未来自产的电池极有可能是NCM三元锂电池而非NCA三元锂电池，该电池的最大循环次数可能逼近5000次，对应车辆的行驶里程可能会达到100万英里（约合160万公里）。
3、超级电容器
除了动力电池本身，收购Maxwell还为特斯拉带来了超级电容技术。
马斯克曾在媒体采访中透露，在大学期间，他就对超级电容技术充满兴趣，一度想进行研究。现在，这个超级电容的粉丝终于能够如愿以偿。
超级电容本质上是不同于动力电池的另一套储能方案，对比动力电池，其不足之处在于储能性能有限。
但其长处也非常明显，超级电容的充放电功率很大，并且能量损耗小，既能够高效率进行动能回收，在车辆急加速时也能够瞬间释放大功率电流，减轻动力电池工作压力。
与此同时，超级电容的工作温度区间为-40℃-80℃，能够适应一般电池难以适应的极端环境。
可以说，超级电容具备与动力电池互补的潜质。在车辆正常行驶时，动力电池提供主要电力，当车辆需要急加速、进行动能回收、在寒冷地带起步时，超级电容为车辆提供电力。
当自产电池项目落地后，特斯拉有可能会为车辆同步配备超级电容器，形成全新的动力电池+超级电容“混动系统”。
综合上述三方面来看，特斯拉自产的动力电池极有可能是NCM三元锂电池，第一代电芯产品的能量密度可能会在300Wh/kg左右，后续会逐步攀升至500Wh/kg。
其电解质添加剂可能会选用2%碳酸亚乙烯酯+1%硫酸乙烯、2%氟代碳酸乙烯酯+1%二氟磷酸锂、1%二氟磷酸锂这三种电解质添加剂组合中的一种，得益于优异的电解质性能，其电池的循环寿命将能够达到100万英里（约合160万公里），超过目前所有的动力电池循环性能。
不仅如此，超级电容技术也可能会被特斯拉投入应用，作为动力电池的辅助能源。
五、从供应商变迁史?看特斯拉自产电池的六大意义
特斯拉首条动力电池生产线的搭建，意味着这家车企在动力电池的供应链上走出了新的一步。
自特斯拉推出首款车型Roadster以来，这条战船就与全球锂电巨头松下牢牢地捆绑在一起。据了解，特斯拉首批100辆Roadster全部采用了松下的18650圆柱形电池。
后续推出的第一款面向大众的量产车型Model S，更是让特斯拉与松下开启了长达7年的独家供应关系。
在此期间，双方在美国佛罗里达州的沙漠中，建起了一座产能达到35GWh的动力电池工厂，也是如今世界上产能最大的动力电池工厂。
▲特斯拉Gigafactory 1
在马斯克的设想中，这座工厂最终将能够实现50GWh的年产能，撑起特斯拉年产百万辆电动车的远大愿景。
但事与愿违，一边是产能疯狂爬坡，电池需求迅速上涨的特斯拉；另一边是即使出现亏损，也仍在扩大生产线，招收更多员工的松下。
双方没有达成供需同步攀升的微妙平衡，特斯拉的电池需求缺口越来越大，最终在2018年财报发布的电话会议上，双方矛盾爆发。
马斯克指责松下的动力电池产能迟迟跟不上，限制了特斯拉Model 3的产能爬坡，如果松下不能按照约定将合资工厂的电池产能提升至35GWh，特斯拉就将停止对合资工厂的投资。
2019年第三季度，双方的合资工厂动力电池产能虽然达到了35GWh，但松下也冻结了进一步提升合资工厂产能至50GWh的计划。
自2013年展开合作以来，特斯拉与松下之间的关系第一次接近“冰点”。
此次事件之后，虽然特斯拉与松下仍然维持着动力电池的供应关系，但特斯拉也开始寻找新的动力电池供应商。借着特斯拉上海工厂投产这一机会，LG与宁德时代被特斯拉纳入其供应商名单。
2020年1月30日，特斯拉正式宣布与LG化学、宁德时代达成动力电池供货协议。
此外，路透社还报道，特斯拉正在与宁德时代就“无钴”电池进行进一步商谈，特斯拉未来很可能会使用宁德时代生产的“无钴”电池。
▲路透社报道，特斯拉正在与宁德时代商议无钴电池合作
到目前为止，特斯拉的动力电池供应链条已经从松下独家供应，转变为LG化学、宁德时代、松下三家同步供应。在特斯拉自产的动力电池完成供应后，这条供应链也将被纳入特斯拉的动力电池名单。
特斯拉已经正式从松下独家供应动力电池的“单极时代”，走向多供应商供应动力电池的“多元时代”。最终可能形成以自产电池为主，采购电池为辅的动力电池供应链条。
对于特斯拉而言，这一时代的到来有着三大意义：
1、动力电池降本增效，坐拥多家动力电池供应商的特斯拉，对供应商将拥有更强的话语权，势必会在动力电池采购价格上加大压价力度。
同时，自产的动力电池生产线投产后，特斯拉的动力电池成本将会低至100美元（约合人民币701元），比松下的动力电池成本还要低10%，特斯拉的成本优势更加明显，旗下车型或将进一步降价，更大规模的扩张销量。如果使用干电极技术进行动力电池生产，特斯拉动力电池的生产效率也会有小幅提升。
2、助推产能增长，到目前为止，特斯拉共拥有两座整车生产工厂，一座位于美国加州弗里蒙特，目前处于满负荷运转；另一座位于上海临港，目前产能15万辆/年，目标产能为50万辆/年，还有较大幅度的产能爬坡空间；还有一座规划中的工厂位于德国柏林，目前正在建设当中。
就目前情况来看，特斯拉与松下的合资电池厂供给美国本土工厂已然供不应求，中国工厂与未来的德国工厂势必需要新的动力电池供应商来提供动力电池。供应商足量的动力电池供应才能够推动特斯拉产能增长，最终在2022年实现年产100万辆特斯拉的目标。
3、满足百万辆Robotaxi的需求，马斯克曾经夸下海口，表示2020年将会有100万辆特斯拉汽车上路成为Robotaxi，暂且不论自动驾驶技术是否可行，以目前的电池技术来看，这一目标很难实现。
目前动力电池的循环次数大多在1000次左右，对应使用寿命大约为20万英里（约合32万公里），这一续航寿命对于普通家用完全足够，但对于需要24小时不间断运行的Robotaxi而言，却显得捉襟见肘。
特斯拉自产动力电池，正是为了解决这一难题，上文我们已经提到，特斯拉最新的专利显示，他们完成了100万英里（约合160万公里）续航寿命的电池研发，拥有超长续航寿命的动力电池将能够满足特斯拉Robotaxi运行的要求。
对于整个动力电池行业而言，特斯拉自产动力电池也有着深远的意义：
1、特斯拉作为电动汽车领军企业，进军动力电池产业这一行为，将会带来模仿效应，未来更多大型车企在转型电动化的过程中，可能会考虑自产动力电池以满足自身需求。对于车企而言，电动时代的核心——三电技术，必须要握在手心。
2、车企进军动力电池，意味着动力电池供应商们原本的客户流失，动力电池供应商的利润空间受到压缩。在与车企的博弈中，动力电池供应商将想方设法降低动力电池成本，提高动力电池性能。
3、新能源供应链结构可能发生改变，在车企自产动力电池的过程中，原本隔着动力电池供应商的材料供应商们，将能够直接与车企产生联系。产业链条减少，意味着产业结构进一步优化。
结语：掌握电池后的特斯拉将更加强大
特斯拉弗里蒙特工厂的第一条动力电池生产线正在搭建，投产指日可待，马斯克酝酿了5年的自产动力电池计划终于进入了产出结果的阶段。
掌握动力电池后的特斯拉，从各个角度来看，都将变得更加强大。
在供应链端，追求降本的特斯拉，一旦实现了自产动力电池的目标，对其他供应商的动力电池采购需求势必会相应减少。特斯拉的动力电池供应商们将会展开价格战，而在这场价格战中，特斯拉将享有绝对的主导权。
在电动汽车产品端，特斯拉自产的动力电池很有可能比目前市面上的大多数动力电池性能优异，将会拥有更长的使用寿命，更少的容量衰减，从而大幅提升特斯拉车型的保值率。
不过对于特斯拉而言，实现量产仅仅只是自产动力电池这一伟大愿景的第一步，后续动力电池的产能建设，对其而言才是真正的挑战。
在中国，动力电池产能的建设成本约为4-6亿元1GWh，而在美国，这一成本只会更高。特斯拉如果想要真正建成成规模的动力电池生产线，后续至少需要在动力电池项目上投资数百亿元。对于特斯拉这样刚刚盈利，现金流无比宝贵的公司而言，这笔投资将会造成庞大的压力。自产动力电池，对于特斯拉而言，仍然任重而道远。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
树动力电池新标杆 比亚迪刀片电池“征服”针刺测试
随着汽车产业的不断发展与全球各地对于新能源汽车的重视，未来汽车电气化是一个势在必行的趋势。那么传统能源汽车非常重要的是机械与能源，而电气化的未来重要的就是电机与电池了。
作为国内新能源车的领军品牌，比亚迪汽车一直致力于行业的发展与前进。大家也都了解，比亚迪品牌本身就是做电池出身的，那么新能源车最重要的部件之一电池，就是比亚迪的“看家本领”。在3月29日，比亚迪联合上星的深圳卫视与其他各大媒体平台，线上发布了全新的刀片电池，并宣布会在比亚迪旗下、全新独立的子品牌——弗迪电池的重庆工厂进行量产。
在动力电池领域，其实已经是经过了很多年的发展，各种动力电池也经历过群雄逐鹿的时代，秉着优胜劣汰的市场规律之后，最终在动力电池领域扛起大旗的是三元锂电池与磷酸铁锂电池。三元锂电池大部分运用于乘用车，而磷酸铁锂电池则广泛运用在了商用车上，主要是大巴。
就像纯电动车领域某美国知名品牌，使用的就是三元锂电池，但是三元锂电池有个非常“严峻”的问题，那就是随着续航要求的越来越高、相关政策的条件限制，导致搭载在车上的三元锂电池密度过高，安全性能就会迅速下降。2019年在地库发生的某车辆事故，就是电池安全所引发的。在不到5秒的时间内，起烟、爆燃，如果人员在车内是完全没有逃生的机会的。这也就是为什么某美国知名品牌的底板不计重量的，配备了一块相当厚实的金属防护板。
作为动力电池，本身其安全性能受到两大因素的直接影响，第一是电池的类型，不同电池类型是采用不同的化学特征组成，所以对于不同的异物入侵会有不同的反应；第二就是电池厂家的生产工艺与水平。作为做电池起家的比亚迪，品牌工艺自然是无需多言，那么提升动力电池安全性能的最大关键因素就是电池本身！
2005年比亚迪的第一款磷酸铁锂动力电池就已经上市了，在国内动力电池领域可以说是拥有着无可撼动的领军地位。截止于2019年，比亚迪的动力电池累计装车超过70万台，且没有发生过一起电池安全事故。可以看得出，安全是比亚迪动力电池的重中之重。为了给到动力电池领域更安全的电池，比亚迪此次推出了全新的刀片电池。这款刀片电池将会率先搭载在比亚迪即将上市的旗舰轿车——比亚迪汉EV车型上！
刀片电池是比亚迪最新研发的超级磷酸铁锂电池，之所以称为刀片电池，是因为比亚迪将电芯做成了“刀片”的形状，而电芯的长度可以根据电池包的尺寸进行定制，最长可以超过2米，让整个电池的成包更为灵活，由此可以适合不同电池空间的摆放与组成，不再局限于单一模式。
同时，比亚迪使用了全方位高温“陶瓷电池”的技术，保障电池安全，在高风险安全位点全面使用耐高温和具有优异绝缘性能的高温陶瓷涂层。不论用什么，比亚迪的唯一宗旨就是——安全！要让电池不论在什么样的情况下，哪怕是锋利的异物入侵，都可以保证驾乘人员的人身安全！
为了更直观地给到消费者了解比亚迪全新刀片电池的安全性能，比亚迪还专门做了一次电池的针刺实验。顾名思义，针刺实验就是用尖锐的物体刺穿电池包，模拟极限情况下电池内部短路的情况，而电池内部短路是电动车发生爆燃的主要因素，尤其是停车和行驶过程中的爆燃事故，主要都是由于电池内部短路所导致。
比亚迪的这项针刺实验中，在同样的测试条件下，三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化，表面温度迅速超过500℃，并发生极端热失控，开始剧烈燃烧，电池表面的鸡蛋被炸飞；传统磷酸铁锂电池在被穿透后无明火，有烟雾从电池卸压阀喷出，表面温度达到了200℃~400℃，电池表面的鸡蛋被高温烤焦；比亚迪“刀片电池”在穿透后无明火，甚至无烟雾，电池表面的温度仅有30℃左右，电池表面的鸡蛋无变化。
在众多的电池安全测试实验中，针刺实验其实是被行业专家所公认为最难通过的实验。为什么这样说呢，我们举个例子吧，相信为自己手机换过内部固定式电池的小伙伴都知道，在拆卸电池的时候，会被关照“一定要小心，电池千万不能被尖锐物体所刺伤，否则会发生危险”。那么小小的一块手机电池就会发生危险，更何况如此之大的一块汽车动力电池呢？
因为针刺实验的严苛标准，所以不管是三元锂电池还是磷酸铁锂电池，其实都是很难通过这项安全实验的，所以目前行业内，针刺实验只是作为一种非强制标准而存在——但是非强制不代表问题不存在，新能源车的安全性依旧是行业与消费者最关心的问题，没有之一！
当然，在保证安全的同时，比亚迪的刀片电池也没有放弃其他电池的重要点——牢固度、稳定性、续航与寿命。据了解，比亚迪的刀片电池采用的是高强度电芯与电池包一体化的设计，电池的侧碰强度大幅度提升，采用蜂窝结构状态，也保证了电池的高刚度与高模态。在稳定性方面，电池采用直列式排布结构、高温绝缘陶瓷防护以及隔烟通道设计，将电池打造成“难以着火”的结构状态，同时内部的结构件尽可能地减少，线束排布简单，从而降低外部短路的概率。
在电池的寿命方面，比亚迪的刀片电池可以达到循环充放电3000次以上，行驶里程可以超过120万公里。在续航方面，刀片电池的体积能量密度与811三元锂电池接近，高体积密度可以让电池在较小的空间布局内，放置最大容量的电池，以保证单词充电可以满足600公里续航的需求。
比亚迪之所以如此重视动力电池的发展并主动做刀片电池的针刺测试，不仅仅是对于新产品上市的一个“广而告之”，更重要的是，电池是新能源汽车的重要部件，针刺测试背后有着非常重要的安全意义——当新能源汽车遭受异物入侵并伤及电池的时候，刀片电池表现出超高的稳定性，可以有效的保护车内人员的安全。可以说，比亚迪的刀片电池引领了全球动力电池安全新高度。
动力电池经历过“群魔乱舞”的时代，如今在市场的规划下，逐渐走入正道发展。刀片电池在补足普通磷酸铁锂电池能量密度不高的短板后，不仅拥有其他动力电池无法企及的安全性，也兼具长寿命和长续航。相信此次发布，将对新能源汽车行业的发展具有里程碑式的意义。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
“弹匣”一出，谁与争锋？广汽埃安攻破三元锂电池的关键痛点
从比亚迪的“刀片电池”，到广汽埃安的“弹匣电池”，近年来，中国新能源军团在动力电池技术方面的突破，总能让人惊喜不断！
3月10日，广汽埃安正式对外发布了品牌旗下自有知识产权的新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术（以下简称“弹匣电池”），并宣称在行业内首次实现了三元锂电池整包针刺不起火，彻底攻克了全行业公认的技术难题，将三元锂电池的安全性能推上了一个全新高度。
广汽埃安发布的弹匣电池系统的内部结构示意
广汽埃安给这套新技术起了个十分形象的名字——弹匣电池，可以让你很轻易地联想到弹匣里的每一颗子弹，虽然被激发之后的杀伤力十足，但在那之前又可以确保每一颗子弹“安全稳定”。
事实上，最近两年新能源 汽车 行业已经基本搞定了“里程焦虑”（北方寒冷冬季的续驶里程缩短问题还有待攻坚），然而从大规模商推到现在，几乎从没有停过的新能源车自燃事故，成了行业内外最让人挠头的核心痛点。
要解决电池的安全问题，就必须从动力电池的技术根源出发。目前，全球范围内投入大规模商用的电池技术无非“两大流派”：一是主要由比亚迪掌握的磷酸铁锂电池技术及其去年推出的升级版——“刀片电池”；二是全行业广泛使用的三元锂电池技术。
磷酸铁锂电池有着行业公认的长寿命、低成本，以及更好的安全性，但它能量密度不高，因此多在中低续航里程的车型中应用；三元锂电池能量密度高、整车电耗低，单位能量的前提下质量也更轻，在中高续航车型中应用广泛，但其安全性始终没有得到有效解决，起火甚至爆炸的事故频发。
弹匣电池由广汽研究院、广汽硅谷研发中心、世界顶级电芯专家领衔开发，包含80多项专利
在过去我们所看到的新能源车自燃案例中，电池自燃多数是由于电芯出现内短路，导致局部温度升高、电芯内部反应过热并最终导致热失控蔓延到整个电池包所致。鉴于此，弹匣电池把每个电池包里的N个电芯都单独做成了“子弹”，彼此之间既密切相连，又相互独立。
从官方给出的资料看，这套弹匣电池系统可以理解是专门提升动力电池安全性的技术，“防止电芯内短路，短路后防止热失控，以及热失控后防止热蔓延”的软硬兼施的一整套安全技术解决方案。其包含了四项核心技术：
一、超高耐热稳定的电芯。电芯通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用，有效提升热稳定性，防止热失控；应用新型电解液添加剂，实现SEI膜的自修复，改善电芯寿命，降低电芯短路风险；高安全电解液，通过特殊电解液添加剂，在加热至120 以上时，在活性材料表面自发聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低热失控反应产热。这些关键技术的应用，使电芯的耐热温度提升了30%。
二、超强隔热的电池安全舱。通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体，弹匣电池构筑了超强隔热的安全舱，最终实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯。同时，电池包上壳体能耐温1400 以上，从而有效保护电池整包。
三、极速降温的速冷系统。通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径的设计，弹匣电池实现了散热面积提升40%，散热效率提升30%，有效防止热蔓延。
四、全时管控的第五代电池管理系统。通过采用车规级最新一代电池管理系统芯片，可实现每秒10次全天候数据采集，相比前代系统提升100倍，以24小时全覆盖的全时巡逻模式，对电池状态进行监测。发现异常时，立即启动电池速冷系统为电池降温。全时巡逻模式和异常自救的应用，重新定义了三元锂电池主动安全的标准。
广汽埃安表示，除了有效解决三元锂电池的安全隐患外，搭载“弹匣电池”的电池包相对于目前在用的同类普通电池包，不仅体积能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本也下降了10%。这样的突破，无论对于广汽埃安还是全行业来说，都具有高度的意义！
“弹匣电池”将很快应用在广汽埃安现有和即将推出的新车上
去年，比亚迪以“刀片电池”解决了动力电池的安全隐患，并大幅提升磷酸铁锂电池的能量密度。今年，广汽埃安以“弹匣电池”彻底扭转了三元锂电池的安全痛点，且降低了电池成本。虽然这两种技术路线孰优孰劣尚没有最终定论，但随着企业的不断努力，全行业正在良性竞争的轨道上加速迈进，这对于新能源 汽车 的发展而言，是莫大的幸事。
锂电池是谁发明的呀？
锂离子电池(Li-ion Batteries)是锂电池发展而来。日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池.是没有具体发明人的
谁都可以研发自己的材料。正极、负极的材料有很多种，比如锰酸锂、铁锂电池、三元材料电池等等，各个公司根据自己的研发经验开发出不同的材料，其用料、剂量等配方都是保密的，属于商业秘密，不可能申请专利，因为专利是需要公开所有资料的。
当然，在电池的实际研发中是会产生专利的，比如你的电池用一种特别的结构、或者处理方法，达到了一种特殊的目的，可以申请专利，一般为实用新型专利，很少有发明专利！
没有具体到专利这一说，所以他基本上等同于liunx操作系统。属于开源。
?动力电池打响“去钴战”
作者 ｜ 刘丹丹
编辑 ｜?王双双
5月18日，蜂巢能源的“无钴，芯未来”发布会，又一次将贵金属钴推上舆论关注的焦点。
作为一种银灰色富有光泽的金属，钴曾经是颇受艺术家青睐的蓝色颜料来源。然而伴随着电动汽车浪潮的兴起，钴“摇身一变”成为锂电池制造过程中不可替代的正极材料。
一边是水涨船高的钴金属价格，一边受制经济与工业水平大量使用童工的非法采矿，在非洲刚果（金）这片钴金属主要产地上，每一克钴元素可能都掺杂着鲜血。
不过，从今年开始，这种“魔幻”的现实或将得以改善。2月份特斯拉表示将自主研发含钴量可能为零的新电池、3月比亚迪推出刀片电池、5月宁德时代透露无钴电池技术储备、广汽新能源表示石墨烯电池量产研发工作将从实验室走上实车…...对于多家车企的一系列举动，业内人士表示，一场动力电池“去钴战”正在打响。
01
企业的“去钴化”探索
一直以来，在动力电池产业中，磷酸铁锂与三元材料电池之间的技术路线之争未曾停歇。更加安全的磷酸铁锂电池能量密度不高，续航能力更强的三元材料电池稳定性较差。尤其值得注意的是，三元锂电池在制造过程中还必须使用昂贵的钴金属当作正极材料。
尽管现在大部分车企在生产电动车时，都选择了三元锂电池，但“去钴”仍是新能源巨头车企以及动力电池厂商的重要研究课题之一。
作为全球新能源电动车的风向标，特斯拉也长期饱受电池成本之苦，公司CEO马斯克一直有着“无钴”的想法。2018年6月，对于有观点认为钴供给稀少将成为Model3扩产的“绊脚石”，马斯克回应称，旗下电池的钴使用量已低于3%，次代电池用量还将降至零。今年2月18日，特斯拉对外透露消息称，其将自主研发新电池。有业内人士告诉记者：“这种新电池的含钴量可能为零”。据了解，特斯拉将在5月第三周举办的“电池日”公布最新的“无钴”电池技术。
3月29日，比亚迪正式发布刀片电池。按照比亚迪官方透露的数据，刀片电池有极强的安全性和稳定性，在普通磷酸铁锂难以解决的能量密度问题上实现了不小的突破，“未来两年内规划单体能量密度提升至180Wh/kg，系统能量密度提升至160Wh/kg”。对此，业内人士评价道：“当更加安全的刀片电池克服了能量密度难题，三元材料电池将很快失去霸主地位。”
5月11日，宁德时代也透露了新研发方向。在2019年业绩发布网上说明会上，宁德时代董事长曾毓群表示，宁德时代有自己的无钴电池技术储备，目前研发进展顺利，正在想办法完善供应链，“因为是一个全新的、颠覆性的产品”。
5月13日，广汽新能源也对外宣布，今年底石墨烯电池量产研发工作将从实验室走向实车，广汽新能源埃安车型将搭载相关技术成果。据了解，这种“超级快充电池”仅需8分钟就可以将电池充电至85%，充电时间与传统燃油车的加油时间相当。
仅仅5天之后的5月18日，蜂巢能源正式发布两款无钴电池。在技术上，蜂巢选择通过用与钴相近的同族元素替代钴来实现“去钴”。据了解，该产品最早将于2021年6月份推向市场。
02
多重因素推动企业“去钴”
为什么“去钴”会成为趋势？这背后不仅涉及成本与技术，也牵扯到企业社会责任。
公开数据显示，截至目前全球探明的钴资源储量仅为700万吨左右。“由于战略稀缺性，中国、澳大利亚以及加拿大境内的钴矿资源已经处于限制开采状态。而伴随着5G的普及，钴价格更是一路水涨船高，今年最高已经达到28万元/吨，历史最高记录达到80万元/吨。”一位材料专家告诉记者。
以特斯拉曾经于2018年公布的Model3电池钴用量4.5kg/辆这一数据为例，按照当年年底钴报价34.7元/吨的价格计算，在2018年卖出约为138000辆Model 3的特斯拉，仅为生产Model 3就将花费超过2.15亿元购买钴金属。对于所有如特斯拉一样使用三元锂电池的车企来说，这将是一笔巨大的成本。
在成本之外，技术瓶颈也是“去钴化”的一个原因。国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组专家肖成伟曾表示，三元锂离子动力电池目前已经看到能量密度的“天花板”了，高镍材料、碳硅负极的锂电池单体能量密度最高在300Wh/kg左右，正负不超过20Wh/kg。
而最新公开数据显示，目前实现量产的三元锂电池单体能量密度普遍已经达到200wh/kg，包体160wh／kg，这意味着行业“天花板”已经触手可及。有动力电池研究人员告诉记者：“三元锂电池短期内已经很难有大的突破，厂商的下一步要么是研究去钴降低成本，要么是寻找新的技术突破口。”
或许相比于成本以及技术这两个原因，企业社会责任看起来与钴金属没有太大关系，但事实上这也是企业考虑“去钴”的重要原因。
位于非洲的刚果（金）地区拥有着占全球已探明钴储量的49%，但受限于经济以及工业发展水平，刚果（金）地区有大量的手抓矿（人力开采，往往使用童工）以及非法开采。同时，在童工、黑矿问题之外，非法采矿也给当地环境带来了一系列污染，受此影响，部分村落肿瘤发病率居高不下。对于使用钴的电动车型，有媒体曾经用“生来带着‘原罪’”来形容。
03
“去钴”存在无限可能
一边是新能源汽车产业对钴元素的依赖居高不下，一边是成本、技术以及企业社会责任要求实现“去钴”，“摆在企业面前的是一条两难的路。”动力电池专家告诉记者。
据上述专家介绍，钴作为三元电池的重要原料之一，主要起稳定结构的作用。目前还找不到其他的新材料可以替代钴在三元电池中的作用。三元电池谈论‘去钴化’只能说是降低钴的用量，如果想实现完全去钴，未来两到三年内，全球电池厂商都做不到量产。
“目前，三元材料的去钴发展方向，一是让材料具有更高电压，二是使材料具有更高容量。其中，在具备更高电压路线上，如果想要实现去钴，三元材料镍钴锰则变成二元材料镍锰酸锂，但目前还没有能与之匹配的电解液。因此目前更可能实现的路线是寻找高容量的材料”，在阐述完“去钴”路线后，该专家还告诉记者他关于特斯拉无钴电池的猜想，“或许是干电池技术+超级电容”技术。
据了解，特斯拉曾于2019年5月收购了全球超级电容与干电极技术领域的龙头企业——Maxwell，其已经在电池“去钴”上探索了多种可能。
在三元材料之外，该专家认为，本质为磷酸铁锂电池的刀片电池如果能突破能量密度限制，或许将有机会取代三元锂电池的地位。蜂巢能源最新发布的通过用与钴相近的元素替代的路线也存在无限可能。只不过，一切都需要交给时间来考验。
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