動力鋰離子電池期盼奇點時刻：石墨烯、刀片與無鈷電池三大技術路線同迎沖破

連日來，動力鋰離子電池范疇新聞不斷。

這些聲音既牽動著消費者，也影響著資本市場。

五月十三日，廣汽集團旗下的廣汽新能源對外宣布：今年底，石墨烯電池量產研發工作將終于從試驗室走向實車，廣汽新能源埃安車型將搭載相關技術成果。

“基于廣汽三維結構石墨烯（3DG）材料而研發的“超級快充電池”已經完成電芯、模組、電池組樣件的探測工作，并搭載整車進行了裝車大功率充電探測，電池壽命和安全性均已達到使用標準。

據探測，“超級快充電池”僅需8分鐘就可以將電池充電至85%，充電時間與傳統燃油車的加油時間相當。”

五月十一日，寧德時代舉辦了2019年度業績網上說明會。并在說明會中表示無鈷電池技術研發順利，這意味著電池成本將進一步降低。

四月十六日，特斯拉(Tesla)最新公布的一項新專利聲明，其壽命達100萬英里的電池又得到了進一步發展。

該項專利描述了一種新型電池鋰化過程，能夠提高電池質量、延長電池壽命，甚至可以節省成本，而這份專利的名稱為“鎳鈷鋁電極合成辦法”(MethodforSynthesizingNickel-Cobalt-AluminumElectrodes)。

三月二十九日，比亞迪正式推出刀片電池，在公布會上展示了電池最為懼怕的針刺探測，并宣稱刀片電池具備的的高安全、長續航、長壽命等特點，將把動力鋰離子電池的發展路線重新拉回到以安全為本的正確道路上。（詳見：《刀片電池：新能源范疇的一大步，王傳福的一小步》）

四家新能源公司在今年上半年前后公布了三種完全不同路線的電池新技術，而新技術要處理的問題也恰恰說明了目前新能源的困境——

充電慢，

壽命短，

不安全，

成本高。

而以廣汽新源和特斯拉、比亞迪和寧德時代所宣稱推進的電池技術正好完美地處理了上述四大缺陷。（《這是我聽到的最筆直最觸目驚心的電動車電池安全講解，但這并不意味著電動車沒有將來》）

動力鋰離子電池的奇點時刻真的即將到來嗎？

石墨烯的商用前景依然不明

2010年，石墨烯的發現者榮獲了諾貝爾物理學獎。

石墨烯從此成為顯學。

2017年，國家工信部制定《十三五材料范疇科技創新專項規劃》，將石墨烯材料技術劃為重點發展范疇。

不可否認“石墨烯”這個名詞正在以越來越多的頻次出今朝我們的生活中，因具備超輕、超高強度、超強導電性等特性，被認為是提高電池充電速度、推動動力鋰離子電池技術進步的緊要技術。

近年來，越來越多公司加入石墨烯電池研發制造陣營，但一直都是只聞其“聲”，未見其“物”。

并且越值得期望的產品，越容易被炒作為石墨烯的技術落地，在嚴格意義上，我們今天能買到的消費品，關于石墨烯的使用仍舊為0。

2014年據Tesla創始人兼首席執行官ElonMusk表示，特斯拉準備將ModelS、即將面世的ModelX跨界車以及平價電動車型Model3的性能再度升級。“我們汽車的續航里程將有可能沖破500英里”。彼時他在接受英國汽車周刊《AutoExpress》的采訪時如此表述。

然而，Musk并沒有透露這個計劃的細節，但是依據眾多媒體的報道，用石墨烯制造的“超級電池”有可能是特斯拉實現該計劃的關鍵。倘若認真查找幾個國外相關報道，但是無一例外地都說消息源自我國媒體報道。

而最近的炒作也蘊含了華為的P40將會搭載石墨烯電池，然而至今并沒有實現。

事實上，國際鋰電學術界和產業界并沒有“石墨烯電池”這個提法。維基百科里也沒有發現“graphenebattery”或者“grapheneLi-ionbattery”這兩個詞條的解釋。

目前，幾乎所有的商品鋰電池都采用石墨類負極材料，在負極性能相近的情況下，鋰電池的性能很大程度上取決于正極材料，所以今朝鋰電池也有按照正極來稱呼的習慣，比如，磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、三元電池等。

因此石墨烯在電池中的使用有可能是正極也有可能是負極，而由于石墨烯成本是以往材料的幾千倍，并不會有廠商把一個電極的材料全換成石墨烯，所以基本就不存在石墨烯電池，只存在“摻/用了石墨烯的鋰電池/鉛酸蓄電池等”。

由于廣汽新能源并沒有公布技術細節，廣汽新能源埃安車型將搭載的“超級快充電池”中，到底石墨烯是以主材料還是以添加劑的身份出現依然是迷。

目前商業中的知名案例，僅有三星宣布開發出石墨烯電池，但有評論指出三星的辦法和原料就決定了這不可能是個工業化的辦法。

此外石墨烯的最大問題是成本和工藝，再加上手機電池和汽車動力鋰離子電池仍有體量難度差異，目前學術上仍沒有成熟的處理辦法。

因此廣汽新能源的“超級快充電池”不免讓人生疑，廠商拿出一臺實驗車或者手機宣稱充電速度極快并沒有難度，石墨烯真正的難度在于成本和可靠的商業化技術沖破。

而依據現有條件，石墨烯的產業化前景仍舊渺茫。

快充和安全是一對矛盾，處理了這一問題的公司完全可以不用再加工汽車而只需專注于電池本身即可成為當今汽車行業的關鍵先生。

我們不拒絕想象力，但殘酷的真相比虛假的噱頭更加有意義。

刀片電池專利掛著王傳福的名字，大概率靠譜

一個多月前，三月二十九日，比亞迪集團董事長兼總裁王傳福在公布會上表示：“‘刀片電池’將把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉。”

關于比亞迪來說，新能源汽車的安全一直被視為最高級別，至今一直保持著新能源車電池安全零事故。多年來，比亞迪也一直致力于電池安全方面的創新，希望徹底處理新能源汽車安全痛點，引領全球動力鋰離子電池技術路線重回正道。

在公布會的針刺試驗中，三元鋰電池，在針刺瞬間表面溫度迅速超過500℃并開始劇烈燃燒，穩定性更高的傳統磷酸鐵鋰塊狀電池，針刺之后無明火、有煙，表面溫度達到200℃~400℃，而比亞迪的“刀片電池”，在針刺后無明火、無煙，電池表面溫度維持30℃-60℃左右。

目前國標《電動車用鋰離子動力蓄電池安全要求》依然在征求意見階段，今朝仍作為可選項目由公司選擇性執行，其中很大一部分原由是目前大多數三元鋰電池無法通過探測。

從成本的角度考慮，比亞迪在原有的基礎上，比亞迪在電池尺寸上面做了更改，呈現“扁平”和“長條”形狀，此外的技術細節比亞迪也沒有過多公布。

但結論可以總結為三條：

1、刀片電池的體積能量密度提升；

2、刀片電池整體成本下降；

3、刀片電池具有非常高的安全性；

此外，比亞迪也宣稱刀片電池已經量產并且將搭載在下個月上市的“漢”車型中。

而公司的重視程度也可以作為判斷靠譜程度的緊要根據。

由于很快要量產，比亞迪也要在知識產權方面讓它得到保護，而一般作為公司核心競爭力的專利都會寫上公司領導的名字。

我們從公開資料可以看見的信息是有關比亞迪刀片電池的核心專利上寫著比亞迪創始人王傳福的名字。

在逐漸進入夏天的階段，我國再次發生多起電動車自燃事件，比亞迪從公布技術，很快量產，高度保密的做法，以處理電動車自燃問題為沖破口，讓一度不被看好的認為走錯路線的比亞迪動力鋰離子電池重回聚光燈下。

但安全和電池密度容量一直是一對矛盾，刀片電池是不是已經處理了這一矛盾，在“漢”上市之后相信消費者的評價會是客觀的。

慢慢開始自研電池之路的特斯拉

特斯拉目前的電池供應商為松下和寧德時代，但特斯拉意圖自研電池的腳步一直沒有停止，大概率的原由可能是當前市場上即便目前最優秀的電池仍不能讓馬斯克滿意。

目前有報道稱特斯拉公布了一項最新電池技術的專利，這一專利相對更加務實，是在以往的基礎上改進而來。

特斯拉宣稱往日的電池加熱辦法有時會導致名為鋰基板Li5AIO4的雜質形成，而降低電池中的鋰含量。

雖然可以減少污染，但也會使電池的性能變差。

為知道決上述問題，特斯拉提出了“合成鎳鈷鋁電極的辦法”。

如專利中所述，電池將被加熱到足以使單晶生長的溫度。

鋰與其他金屬的比例經過修改后，將有限限制第一次加熱過程中雜質的形成。鋰將在低于第一個加熱周期的溫度下進行第二次加熱。

參與該專利的研究人員指出，該工藝有助于開發出無雜質的單晶NCA，使電池可以達到4000多次充電周期。

特斯拉在專利中寫道，在電池中使用NCA電極將使單晶材料無雜質地呈現出來，污染物的減少可能會延長電池的整體壽命，這將幫助特斯拉為其汽車加工續航可達100萬英里電池的道路上邁出一大步。

事實上特斯拉的電池一直處于改進的狀態，多年來，公司用于車輛和能量存儲系統的電池變得更加高能量密度。借助千兆廠等設施實現的規模經濟，也在很大程度上幫助特斯拉接近每千瓦時100美元的水平。

人們普遍認為，在這個水平上，電動車的價格可以達到與內燃汽車相當的水平。

也就是說，特斯拉仍舊堅持三元鋰電池的技術道路，并且在不斷的改進優化以及節省成本，目前來看特斯拉的技術路線是最為穩妥的方式，雖然根本性的技術沖破概率小，但關于一個可繼續化的商業來講，這就是最優選擇。

寧德時代：“刀片電池”我們更好，無鈷電池研發順利

五月十一日，寧德時代舉辦了2019年度業績網上說明會。在說明會上，寧德時代與特斯拉的合作細節成為了被投資者提及最多的問題之一。

寧德時代董事長曾毓群在業績說明會上表示：“寧德時代將在今年下半年正式向特斯拉供貨，供貨產品將不限于磷酸鐵鋰或者三元電池，詳盡取決于市場需求。”

“馬斯克告訴我，特斯拉希望自己做電池。據我知道，他們的技術路線對我們不會有沖擊。而且我們在共同探討要怎么樣把電池做得更好，以服務新能源事業。”曾毓群進一步透露，寧德時代有自己的“無鈷”電池技術儲備，目前研發進展順利，正在想方法搞好供應鏈，因為這是一個全新的、顛覆性的產品。

此外，寧德時代針對投資者提出的“比亞迪刀片電池技術”發表了自己的看法：“刀片電池也是寧德時代2016年量產的CTP（CelltoPack,無模組動力鋰離子電池組）結構創新概念中的一種，我們已經選擇并量產CTP結構創新里最優的幾種，比如CTP-0、CTP-1、CTP-2。”曾毓群表示。

目前來看，寧德時代作為我國第一大電池供應商，不僅在三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池發展迅速，在新一代電池研發層面也絲毫沒有松懈。

據知道，目前市面上大部分電池又含有鈷元素，鈷元素本身屬于稀有金屬，是電池包成材料當中最為昂貴的材料之一，無鈷電池因為不含有鈷元素，所以在電池成本當中費用相關于三元鋰電池來說價格會低五分之一左右的價格。

而和比亞迪的隔空對話，由于雙方的新一代電池依然沒有量產產品，技術上仍無法比較。

但比亞迪也是隔空回復了一條微博，并且對寧德時代持有懷疑態度。

但無論要怎么樣，寧德時代在多品類電池的綜合實力是毋庸置疑的，而電池成本的痛點也是制約新能源發展非得要處理的問題，無鈷電池技術將來可期。

多種技術路線共存下的發展

無論電池技術的路線怎么變，但它根本的目的是讓電動車變得充電快、安全高、跑得遠。

而多種路線的出現，也正在說明目前的技術道路依然沒有最優解的方向出現，關于國內我們希望找到彎道超車的方法，也希望能有更多的想象力，這是人類社會進步的動力。

但我們不希望為了噱頭而去宣稱什么，電池技術的發展看似發展緩慢，但即便從2014年特斯拉進入我國起，這六年來，動力鋰離子電池技術的發展是翻天覆地的。

但是在層出不窮的電動車自燃面前，更要整個行業一起踏實努力，就如同松下18650電池的容量3.2-3.5-3.7-4.0Ah這樣一點點漲。

這種非爆發式的但積累式的進步可能是電動車行業可以穩定健康發展的最佳模式。

動力鋰離子電池是不是迎來一個可預期的奇點時刻？

在沒有基礎科學的重大沖破之下，動輒100%以上的沖破，若干年后都可能會成為一個笑話。

但當電動車成為一個健康的行業，形成了可盈利的產業鏈，無論是在技術層面還是商業層面，迎來沖破都將只是時間問題。

動力鋰離子電池期盼奇點時刻：石墨烯、刀片與無鈷電池三大技術路線同迎沖破

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