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所有问题都与能量密度有关，早在2016年，特斯拉CEO埃隆•马斯克（Elon Musk）就曾描述过电池组能量增长的指数级难度，称“随着能量的增加，难度真的是非线性的”。他也表示，特斯拉已经在逐步突破标准电池化学的极限。

得电池者得天下，特斯拉胃口很大

7月初，特斯拉对电池供应商LG化学增加了电池采购，并要求其他供应商跟进。今年，LG化学将在其韩国本土工厂为特斯拉生产动力电池。目前，特斯拉的电池供应商已有松下、LG化学和宁德时代三家。

早在2009年，松下就与特斯拉在动力电池方面合作，双方还有一家合资电池工厂。特斯拉与松下的一见钟情并没有挡住LG化学和宁德时代后来为特斯拉上海工厂提供电池。特斯拉在上海建厂后，电池供应不足，LG化学也迎来了机会。

要在中国市场布局，特斯拉必须和中国企业合作，今年1月，特斯拉透露宁德时代将成为其新的电池合作伙伴，2月合作正式落地。

虽然受疫情影响，新能源汽车市场需求依然持续增长。特斯拉第二季度交付9.065万辆新车，远超预期的7.2万辆；预计今年三季度特斯拉电动汽车产量有望超过15万辆。那么，特斯拉要求三家合作企业集中在今年供应更多电池也就不足为奇了。

看看特斯拉需要的电池是什么类型？松下和LG化学提供的电池主要是三元锂电，用于特斯拉跨界运动型多用途电动汽车Model Y，其SUV定位在中国市场颇受欢迎。根据工信部公布的2020年第7批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》，宁德时代提供的磷酸铁锂（LFP）电池的是Model 3标准续航版。据说可满足特斯拉上海工厂每周生产3000台的需求。

动力电池制造群雄割据

全球电动汽车市场竞争激烈，所有汽车制造商都进入了电动汽车市场，在汽车电气化进程中，动力电池已成为行业发展的制高点。根据出货量来看，亚洲企业处于主导地位，掌控着大多数市场份额，相当一部分厂商已和全球各大汽车厂商合作，利润非常可观。眼下，电池供应商市场也呈现出群雄割据的局面。

宁德时代（CATL）是目前全球第一大动力电池制造商，主要生产锂离子动力电池，客户涵盖宝马、奔驰、大众、戴姆勒、沃尔沃、丰田、本田等知名厂商。2017年出货量超过松下，位居第一。由于中国是目前最大的汽车市场，宁德时代的大部分利润来源于中国，随着本地电动汽车补贴政策逐步退出，宁德时代正在德国及美国建厂，这是松下和比亚迪都没有做到的。7月1日，本田出资37亿元入股宁德时代，为本田在华新能源汽车锁定了动力电池供应。

CATL动力电池销量领先

退居次席的松下是圆柱动力电池领跑者。2008年，松下成为特斯拉独家供应商，并与特斯拉合资建造超级工厂Gigafactory动力电池生产基地。松下与特斯拉合作已近十年，新客户还包括大众、丰田、本田、福特等。特斯拉Model 3使用的21700圆柱形电池单体能量密度达到340Wh/kg，是当前市场中能量密度 最高的电池。2020年，松下动作频出，对内华达州工厂投入约16亿美元，进一步扩充产能；还和丰田出资建立开发生产电动汽车电池的新合资公司，松下在日本及中国的5座动力电池工厂的生产线将移交给新公司，而专门为特斯拉供货的北美工厂则独立运营，以联手对抗中韩动力电池企业，也是为了预防与特斯拉闹掰。

特斯拉与松下合作已近十年

第三名比亚迪创立于1995年，2003年进入汽车制造领域，2006年研发成功纯电动轿车F3e，主要技术路线为磷酸铁锂+三元材料刀片电池，近两年开始积极拓展三元锂电池。目前比亚迪开放了供应链体系，锂电池将对外销售，在与CATL竞争。早在特斯拉与CATL合作之前，比亚迪已与丰田展开合作。另外，比亚迪旗下的一些子公司也在积极布局，与国内外众多车厂洽谈刀片电池的供应合作。刀片电池去掉了模组框和加固梁，突破了叠片工艺技术瓶颈，大大提高电池包的空间利用率，散热面积远大于其他电池。

整车+电池的比亚迪

第四名是LG化学，1998年开始研发三元锂电池，2008年开始为通用汽车供应Volt所需电池，还为福特、雷诺、现代、特斯拉、大众和沃尔沃供应电池。南京工厂是LG化学全球最重要的动力电池生产基地，目前主打产品是NCM811圆柱电池。LG化学还与中国吉利成立了一家合资企业，开始扩大在中国市场的销量和产能。最近，LG化学正将其在韩国的部分产能转向为特斯拉生产电池，其南京的工厂已开始进行生产。

第五名到第七名分别是AESC（日产汽车旗下，中国远景控股）、三星SDI和孚能科技（中美合作项目）。此外还有沃特玛、国轩高科、北京国能、比克等。随着宁德时代、比亚迪势力的进一步扩大，后起之秀的奋勇追击加上LG化学、三星SDI的版图扩张，仅有的日本企业松下的地位已岌岌可危。

宁德时代和比亚迪“针刺相向”

宁德时代与比亚迪分别是国内动力电池市场的第一二名。宁德时代与特斯拉合作后，在国内市场的头部优势更为明显。电动汽车效率仅次于特斯拉的比亚迪自然就坐不住了。今年早些时候，比亚迪与宁德时代在“针刺实验”上的明争暗斗让中国新能源汽车电池市场充满了火药味。

针刺实验充满火药味

争论的焦点始于宁德时代基于三元锂电池并采用无模组技术的CTP电池系统和比亚迪基于新配方“铁电池”并采用无模组封装技术的刀片电池系统（！都是无模组技术），双方围绕各自的产品进行了一系列针刺试验。过程和结果这里无需多说，重要的是事件带来的深远影响。

宁德时代和比亚迪在产业模式、合作伙伴及未来发展路线方面都有不同，在全国连续发生多起电动汽车起火和燃烧事故，促使国家出台针对新能源车的“5分钟逃生时间”的强制标准的关键时刻，他们为自己的市场利益大动干戈是很正常的事情。不管怎样，“针刺试验”是双方在正确的时间、正确的地点，做了正确的事情，皆为符合市场规律之举。

风口过后，宁德时代还是要根据不同客户需求，全力提供不同能量密度、不同成本的三元锂电池系统，也会为特斯拉提供磷酸铁锂电池；比亚迪呢，也会根据市场发展，扬长避短，继续提升整车性能，制定引领行业发展的动力电池技术路线，彰显品牌自信。

“百万英里电池”若隐若现

2019年4月，马斯克宣称将推出 “百万英里电池”，之后，他一直在制造有关“百万英里电池”的噪音。这是特斯拉五年前为自己设定的一个目标，被认为是电动汽车广泛采用所必需的三个圣杯之一。今年4月，马斯克表示，特斯拉电池很快就能在其车辆寿命期内行驶100万英里以上，彻底改变电动汽车。有些人嘲笑（这没什么新奇的），把马斯克当作了笑柄。

什么是“百万英里电池”呢？马斯克表示，新电池将依靠低钴和无钴电池化学成分等创新技术，以及化学添加剂、材料和涂层的使用，使电池能够长时间储存能量。这种电池支持电动汽车在需要更换电池之前行驶 100万英里（160万公里），寿命可能持续 数十年，能够承受 各种天气/地形，使电动汽车与传统燃油汽车 价格持平，就好像燃油车 百万公里无大修一样。

特斯拉要利用新电池技术的廉价打败燃油汽车

5月，在开发长寿命电池技术方面领先的两家汽车制造商——美国标志性传统主机厂和造车新势力——通用汽车（General Motors）和特斯拉之间“百万英里电池”的大幕就此拉开。

特斯拉说，马上就要在中国推出其百万英里电池，用在Model 3上；通用汽车执行副总裁Doug Parks针锋相对地表示，也即将推出自己的版本。他说，测试表明，目前的电池平均寿命在10万英里（16万公里）到20万英里（32万公里）之间，而百万英里电池的目标“差不多就要到了”。

通用汽车此前刚刚公布了其新的 Ultium电池，该电池是与韩国LG化学斥资35亿美元组建的合资企业Ultium Cells LLC合作开发的，并已开始筹建俄亥俄州洛兹敦的电动汽车电池厂。Ultium电池可支持高达640公里的续航里程，超过了特斯拉Model S 627公里的最长续航里程。

Doug Parks证实，通用汽车的目标是提高其Ultium电池的可靠性，使其总寿命达到100万英里。不过，目前低钴的Ultium还不是“百万英里电池”。

有趣的是，特斯拉和通用汽车 都在与宁德时代合作，后者是电池生产方面的专家。

镍锰钴铝下一代Ultium电池采用固态电解质超快充电

汽车制造业巨头的竞争无非是要推出更便宜、更耐用的电池。要想与燃油汽车相媲美，每千瓦时必须低于100美元。通用汽车全球电力推进系统执行总工程师Adam Kwiatkowski说：“我们有信心打破这个目标”， 一方面使用更大的电池，减少连接器和其他部件（像宁德时代等的压缩空间）， 另一方面减少电池中高成本钴的使用。除了与LG化学开发新的低钴电池技术外，还在与合作伙伴投资矿山，并与金属精炼厂合作，以对冲金属价格。

特斯拉“百万英里电池”关键先生何方神圣？

到目前为止，特斯拉被认为是最有可能首先实现“百万英里电池”目标的公司。那么，特斯拉的技术到底来自何方？不妨猜想一下。

• 谜团之一： 自2014年以来，特斯拉主要依靠其合作伙伴松下为其汽车和清洁能源产品生产电池。电池组和电池是电动汽车的主要成本组成部分，作为电动汽车专家，特斯拉有一个秘密实验室，自己一直在研发电池技术，试图制造自己的电池，以减少对松下的依赖。

今年5月，松下与特斯拉出现“四年之痒”，终止纽约太阳能电池工厂合作，电动汽车电池的合作仍在持续，还在为特斯拉生产锂电池。

2019年5月，特斯拉收购电池制造商、储能电容器龙头Maxwell；10月收购电池制造设备公司Hibar。Maxwell前高管透露，特斯拉或将在今年的“电池日”上主推Maxwell获得专利的“干电极”技术，在降低电池成本的同时提高能量密度和续航里程。请注意，“续航里程”并不意味着电池有百万英里寿命，只是两次充电间隔时间而已；而Hibar只是电池制造设备厂商，因此，特斯拉并没有收购到“百万英里电池”技术。

2019年6月，马斯克曾承认，特斯拉过去一直“电池紧张”，矛头直指松下，电池的缺乏限制了特斯拉电动汽车和储能系统（电源墙和电源组）的生产和销售。松下则指责特斯拉“压低”电池价格，双方一度陷入僵局。在尽可能“垂直整合”的战略下，特斯拉想要开发、制造和销售一切可能的东西，包括芯片，甚至是自己的企业软件。

在距离特斯拉加利福尼亚州弗里蒙特汽车厂仅几分钟路程的Skunkworks电池实验室中，特斯拉的员工进行电池制造研究，设计和原型制造先进的锂离子电池以及新的工艺和设备，以期大批量生产电池。虽然特斯拉招聘了电池设计、电池生产设备和电池制造工艺的各类工程师，也建造了一条试点电池生产线并刚刚扩大了场地，但几年过去，特斯拉还要依赖包括松下、宁德时代在内的电池供应商。

对于削减成本连免费卫生纸都不放过，仍在努力完善其大批量汽车生产的公司来说，特斯拉要高产量制造电池将是一个严峻的挑战。

• 谜团之二： 今年4月，国际知识产权组织（WIO）公布特斯拉（申请人包括Jeff Dahn）已经申请了一种电池组件专利，其对100万英里（161万公里）电池至关重要。申请专利的一种新的电极设计可以构成电池的一部分，在持续4000多次充电循环后容量损失只有10%。而2014年的一项类似研究显示，锂离子电池在经过1000次放电和充电循环后，其能量损失了50%。

该专利扩展到一种生产锂离子电池用纯“单晶”镍钴铝（NCA）电极合成方法，被称为镍钴铝电极加热工艺。该专利描述了新的电池锂化工艺，不仅能够提高电池质量，还能节省成本。特斯拉的专利声明称：“这种方法允许在生产单晶NCA材料时不含导致电极‘死区（dead mass）’的杂质。”在电池中使用NCA电极将使单晶材料在没有杂质的情况下呈现出来。污染物减少可能有助于电池的整体使用寿命延长，帮助特斯拉在生产160万公里电池的道路上迈出一大步。

NCA技术可能会取代该公司先前获得专利的镍钴锰（NCM）正极材料锂离子电池。在测试中，特斯拉的NCM技术电池在40摄氏度的温度下可以持续4000多次充电循环。然而，根据Electrek的报告，如果配备冷却系统，NCM装置能够完成6000多次充电循环。

早在2019年9月，与特斯拉达成独家协议已有几年时间加拿大达尔豪西大学（Dalhousie University）的Jeff Dahn和他的研究团队在《电化学学会杂志》（JES）上发表了一篇论文《一种优秀锂离子电池化学的广泛测试结果将用作新电池技术的基准》，阐述了单晶正极材料专利的重要性，描绘了一种可以为电动汽车提供超过100万英里的动力锂离子电池。他说：“这种电池应该能够为电动汽车提供超过100万英里的电力，并且在电网储能中至少维持20年。”

Jeff Dahn是关键先生？

在文章中，Jeff Dahn和他的研究团队提供了新电池的全部细节，为进一步的研究创建了一个基准。他们使用了一种来自高镍NCM正极材料，其比容量比为当今移动设备供电的锂离子电池正极材料高出20%。选择的正极材料NCM523（50%镍，20%钴，30%锰）很稳定，是进一步研发的极佳参考和起点。其他关键组分的探索包括石墨负极和混合溶剂、添加剂、盐电解质溶液。

Jeff Dahn表示，文章所描述的电池可以立即用于电动汽车，“然而，由于该研究的目的是为锂离子电池技术提供可靠的基准和参考，与先进的锂离子电池相比，所描述的电池的比能量密度并不是最高的。根据这项研究，锂离子电池将很快被开发出来，使两次充电间隔可行驶500公里（超过300英里）成为可能。”

有消息说，特斯拉和宁德时代联合开发的低成本电池在化学和设计方面的许多技术进步都源自这个研究实验室。1996年以来，该实验室一直由Jeff Dahn运营，他是开发电动汽车锂离子电池和电网存储技术的先驱。当时实验室开始与特斯拉进行为期五年的独家研究合作，但这种关系至少可以追溯到2012年。

该实验室的重要贡献包括化学添加剂和更大晶体组成电池纳米结构正极材料，较大的晶体在充电时几乎不可能破裂，而破裂会使性能下降。因此，锂离子电池会更坚固，更能抵抗快速充电等压力造成的损伤，从而延长其寿命。虽然这种电池并不是人们所熟知的固态电池，但它确实可以为电动汽车不久的将来开辟新的前景。

关于电池损伤，记得3月中旬，美国加州大学河滨分校（UCR）的工程师发表的一项研究表明，持续使用商用大功率快速充电仅25个快速充电周期就会因高温和电阻的影响，导致电池破裂、泄漏和失去储存能力，让电动汽车电池过早寿终正寝。快速充电实验的对相是特斯拉汽车使用的松下NCR 18650B圆柱形锂离子电池。

期待解决快速充电后的电池问题

让锂离子电池更坚固、更能抵抗快速充电损伤的镍钴铝电极合成方法是不是特斯拉的“百万英里电池”呢？有点像。

• 谜团之三： 路透社5月报道，特斯拉“百万英里电池”和宁德时代开发的未来电池可能是同一个，认为是特斯拉和宁德时代联合开发的。报道称，宁德时代和特斯拉电池研究团队在电池化学方面的研发将使电动汽车电池的成本低于100美元/千瓦时，分析师称，这个神奇的数字将使电动汽车与汽油/柴油汽车价格大致相当，并成为特斯拉生态系统的另一个重要里程碑。

拥有近10年历史的宁德时代是全球最大的电动汽车电池制造商，为包括戴姆勒（Daimler）、本田（Honda）、丰田（Toyota）和大众（Volkswagen）在内的OEM供货。去年5月，沃尔沃与宁德时代签署了一项价值数十亿美元的协议；也正在德国埃尔福特建立工厂，为宝马提供70%的电池需求。今年7月宁德时代与特斯拉签署一份为期两年的合同，为中国制造的Model 3提供电池。

2019年底，电池价格约为156美元/千瓦时；人们普遍认为，100美元/千瓦时是汽车行业需要达到的数字，以使电动汽车的成本与汽油车持平。目前，宁德时代的无钴磷酸铁锂（LFP）电池组的成本已降至80美元/千瓦时以下，而电芯成本也降至60美元/千瓦时以下；其低钴镍锰钴（NMC）三元锂电池组已接近100美元/千瓦时的神奇数字。

5月，宁德时代首席执行官曾毓群说：“今年下半年，宁德时代将在正式向特斯拉供货，供货产品将不限于磷酸铁锂或三元电池，具体取决于市场需求。”6月，他又明确表示，‘百万英里电池’已经准备就绪，他说：“如果有人下订单，我们已经准备好生产“一种能持续16年，能为一辆汽车提供200万公里（124万英里）的动力电池。其额外成本只是我们在产电池的10%。”不过，马斯克曾夸耀其“百万英里电池”可降低特斯拉和客户的成本，而非增加成本。科学上的事不是随便一说，100万英里和124万英里，增加10%和降低成本，双方的口径误差还是不小。

研究公司Canalys认为，曾毓群的指标“ 意义重大，但难以验证”。如果真是那样，宁德时代排除了采用、效率和使用寿命方面的主要障碍，的确可能会改写我们长期与电动汽车打交道的方式。这样的里程累计是我们所知最长电池保修期的8倍多，是今天电池组服务里程估计值的6倍多，16年的使用寿命意味着电池组将大大超过第一次安装它的所有汽车的寿命。寿命的延长将为原车打开二手车市场，即使在第一辆车不适用，也可能将电池组安装在另一辆车上。

怎么看宁德时代都像是生产合作伙伴

曾毓群承认：“ 马斯克告诉我，特斯拉希望自己做电池。据我了解，他们的技术路线对我们不会有冲击。而且我们在共同探讨如何把电池做得更好，以服务新能源事业。” 宁德时代有自己的“无钴”电池技术储备，目前研发进展顺利，正在想办法搞好供应链，因为这是一个全新的、颠覆性的产品。特斯拉4月的专利是有钴的NCA，结论明摆着。

说宁德时代的电池并不是特斯拉期待已久的下一代电池还有一个证据，要看看CATL磷酸铁锂电池是如何成为特斯拉Model 3的100kWh电池的？也就是2020年新款Model 3将使用100kWh容量电池，续航里程突破700公里。

分析网站CleanTechnica的分析师Chanan Bos一直试图确定特斯拉的下一代电池计划是什么。起初的研究发现，一切都指向了Maxwell的干电池技术，也指向了固态电池。他认为，如果它是CATL制造的磷酸铁锂电池，那简直是一个与特斯拉电池有关的天大笑话。

事实上，长期以来，中国对电动公共汽车和电动汽车LFP电池都给予了大量的补贴。2018年，95%的中国制造的电动公交车在使用LFP电池。虽然中国现在正在重新调整其激励措施的优先次序，但到目前为止，LFP技术还是中国市场上不败的王者。

LFP电池的问题在于，其能量密度比特斯拉等公司在电动车中使用的NMC/NCA电池低得多。事实上，LFP最初的电池密度只有90-120Wh/kg。然而，由于巨大的激励措施，这项技术得到了进一步的发展，目前CATL的LFP电池容量已达到200Wh/kg。相比之下，松下生产的特斯拉NMC 2170电池大约为247Wh/kg。

有趣的是，特斯拉已经与LG化学达成协议，在中国生产2170电池，但这些电池的能量密度较低，据报道，这也是特斯拉最初不想在中国生产Model 3和Model Y的原因。特斯拉只是将更多的LG化学电池塞进一个电池组，以匹配Model 3的里程。

在固定储能方面，LFP要便宜得多，而且寿命更长。看看澳大利亚的霍恩斯代尔电池储备，其周围的土地广阔无垠。如果有足够的空间，用低价格的LFP电池储能是一个非常有利可图的选择。

当然，LFP也有可能适用于标准里程Model 3。怎样做到呢？到目前为止，电芯都是先装入模块，然后再装入电池组。CATL和特斯拉都决定要去掉这些模块，直接把电芯放进电池组中。CATL已经这样做了，并称之为电池组技术。这可以增加10-15%的能量密度并提高15-20%的体积利用率，据说可以将电池组所需的零件减少40%。

特斯拉上海Model 3将使用CATL LFP电池实现无钴

马斯克曾表示，模块是最初特斯拉跑车设计的一部分，由于组件和模块设计团队是独立的，一直在使用模块，也用在了Model 3电池组中。但马斯克和他的团队意识到，他们实际上可以放弃模块，部分原因是电池的改进。此后，特斯拉合并了模块和包装团队，并希望将电芯直接放入模块中。考虑到CATL拥有超过70项技术专利，所以CATL将与特斯拉共享这项技术的想法几乎是荒谬的。特斯拉不需要CATL来帮助他们设计更好的包装，而CATL为一家迟早会成为其最大竞争对手的公司提供这种帮助，也不是理智的选择。

CATL在为未来的最大竞争者降低成本

再来看一些分析数字。有消息说，使用LFP电池将比特斯拉目前的电池便宜两位数，意即便宜9%以上，但不到100%。从技术上讲，如果在Model 3标准里程的电池组中增加35%的160Wh/kg LFP电池，将达到所需的50kWh。如果特斯拉真的摆脱了模块，并有更多的空间，它确实可以在包中安装足够的LFP单元，以获得与当前Model 3标准里程相同的里程。如果CATL电池实际上是200Wh/kg，那么特斯拉甚至不必改变包装设计。

回到下一代电池，CATL的电池仅仅是空间增加了40%，并不意味着特斯拉看到了40%的改进。特斯拉的包装可能已经比CATL的好，在这种情况下，我们不会看到来自CATL的太多改进。要实现100kWh Model 3，特斯拉只使用没有模块的电池组，并用目前的松下电芯填满就可以了。

因此，特斯拉期待已久的下一代电池比我们之前想象的要远，最新的“无钴”电池并非密度较低的磷酸铁锂电池，那会不会用没有模块的新的电池组取代现有的电池组呢？

• 谜团之四： 根据《电化学学会杂志》的一项研究，如果某些电解液与正极材料上的纳米材料涂层协同工作，就可以降低正极材料的电阻，实现更少的热量和更好的性能，还能防止正极材料退化，从而延长锂离子电池的寿命。唯一的挑战是纳米材料涂层工艺成本高、耗时长、能耗大。

有趣的是，总部位于温哥华的科技公司Nano One Materials已经为一种快速、高效、经济地生产这些单晶正极材料的工艺申请了专利。自从开发了试验工厂以来，Nano One已经优化了它的反应器，使该设施每年能产生300吨正极材料，这足够每台60kWh的2400台电动汽车电池使用。事实上，一个正式投产的工厂将有10倍的产量。

Nano One团队更持久锂离子正极材料取得突破

在2019年的一次演讲中，Nano One创始人兼首席执行官Dan Blondal透露，将与特斯拉和比亚迪开展高镍材料开发的合作，内容是高比能锂离子电池制造工艺和新型正极材料。据了解Nano One是加拿大政府为支持有潜力成为可持续设计领导者的加拿大企业而设立的公司，获得了500万美元的资助，以加强其“扩展先进电池材料”项目。该公司计划与电池正极材料市场的三家企业联合使用这笔资金：镍锰钴、磷酸铁锂和锂锰镍氧化物（LMNO）。

Dan Blondal表示：“考虑到全球零排放的潜力和OEM对更高能量密度的追求，我们相信单晶NMC可以为电动汽车增加可观的价值，我们的LMN计划专注于固态电池的高电压、高功率和针对性。”

Nano One的锂镍锰氧化物正极材料（也称为高压尖晶石（HVS））专利从电池中消除了钴，也显示出更高的耐用性，可以实现高性能锂离子电池正极材料的低成本生产。

Nano One的无钴技术专利

该公司首席技术官Stephen Campbell博士说，“这项对Nano One专利组合的补充是对LNMO重要的、低成本的耐久性改进。与其他正极材料相比，这种材料在高电压下工作，充放电速度快。我们的技术可处理分立正极晶体的表面，减轻了尖晶石（包括LNMO）常见的不稳定性，并提高了电动汽车电池的工作温度。”

自从特斯拉资助的Jeff Dahn小组去年秋天发表了一篇论文，强调含有新型电解质的“单晶”正极可能会产生“百万英里”电池后，“单晶”就成了锂离子电池行业的热门词汇。但目前其方法价格昂贵，且难以制造。

Nano One的技术可以制造出“单晶”正极材料，而不需要额外的成本，步骤更少，即可达到预期的耐久性提高。

Stephen Campbell博士称，新材料的寿命提高了4倍。此外，该技术适用于所有Nano One正极材料，尤其是与锂镍锰钴氧化物（NMC811）。这些最新发明正在申请专利。

Nano One半电池数据（1C@25℃）显示，涂层NMC811的容量衰减（100-96%=4%衰减）比未涂层NMC811（100-83%=17%衰减）小4倍

Stephen Campbell博士解释说：“Nano One开发的单层纳米晶正极材料可以防止不良的副反应和反复充放电循环的应力。我们对NMC811优化的结果表明，保护涂层在坚固的晶体结构上可以使正极粉末更耐用和更持久。提高耐久性对于电动汽车实现续航里程、更快充电甚至‘百万英里电池’的使用至关重要。”

传统正极是由一个致密的晶体颗粒团（多晶）组成的，首先形成NMC前体簇，然后用锂研磨，在窑中烧制而成。通过添加涂层材料并再次烧制，可以形成保护涂层。然而，由于反复充电，团簇会膨胀、收缩和破裂，从而使外层涂层断裂，使团簇内的单个晶体暴露在有害的副反应中。

通过延长窑内烧成时间，这些多晶颗粒可以转变成大单晶。由此产生的粉末不太容易开裂，但在窑中的时间过长会损坏锂镍结构，增加令人望而却步的工艺成本，并需要额外的步骤来涂覆保护涂层。

Nano One的专利方法与传统方法对比

相比之下，Nano One的专利一步法（One-Pot）将所有输入成分——锂、金属、添加剂和涂层——在一次反应中合成出一种前体，当干燥和燃烧时，其与保护涂层同时快速形成单晶正极材料。

他说：“通过在单个纳米晶体上形成保护涂层，Nano One消除了工艺步骤，设计出增强了其在各种应用中耐用性的新材料，包括电动汽车。这些都是积极的结果，我们正在优化第三方评估的材料，以使这项技术商业化。”

有报道说，在正极材料制作工艺方面，Jeff Dahn研究的所有电池的正极材料上都有一层特殊的涂层，与Nano One提供的表面有关。唯一的例外是其正极材料是用标准工艺制造的，这比Nano One的专利方法能耗更高。

中国技术上怎么走？

三元锂电池以镍钴元素作为正极材料，以锰盐或铝盐做稳定化学架构。NCM是由镍钴锰三种材料按一定比例组合，NCA正极材料镍钴铝构成，每个字母对应的都是相关元素首个字母。由于这两类锂电池能量密度相对更高，还能够平衡续航和稳定性，所以是电动汽车电池的首选。

特斯拉所使用的电池是NCA三元锂电池，而中国使用的主要是NCM三元锂电池。中国业界曾一度争议的是：到底走NCA路线，还是走NCM路线？目前，业界的基本共识是：在固态电池实现之前，应该走NCM路线，不断提高镍的比例，如中科院院士欧阳明所说：“从镍钴锰比例3:3:3到6:2:2，再到8:1:1。”

NCA中的铝可以起到提高电池循环化学稳定性的作用，在三元体系中镍含量可以得到一定提升，从而实现更高的电池能量密度；但NCA晶体结构没有NCM稳定，容易在较高温度下发生崩塌导致热失控，且pH值过高易使单体胀气，进而引发危险。

NCM电池内的锰元素较难稳定更多的镍，导致其能量密度稍低，所以续航表现不如NCA电池。但好处是，含锰三元体系热稳定性更好，镍含量比例较少，因而作为动力电池更为安全。

如业内专家所说：“国内主要电池企业都是以NCM为主，NCA还没有形成规模。松下给特斯拉供的NCA单体密度已做到300，而NCM811只做到250，NCA的能量密度有比较明显的优势。中国不搞NCA主要的壁垒还是来自技术瓶颈，NCA材料供应基本被日企垄断，电芯设计方面安全性的挑战比较大，生产工艺方面要求也更高，如湿度10%要以下。”

离不开无钴电池技术

上面多次提到了无钴技术，简单聊聊。为应对钴短缺，许多电池制造商早已开始对三元锂电池“增镍降钴”，以期降低成本。目前，部分三元锂电池中含钴比例已从较早的钴酸锂中的59%，降至目前普遍应用的NCM523电池的12%，后又降至NCM811中的7%。而松下、特斯拉等企业更宣称钴含量可降至3%。专家认为，目前还没有新材料可替代钴的稳定作用，只有尽可能降低钴用量，未来两三年内还无法做到完全去钴。目前，更多企业正在布局镍钴锰铝（NCMA）四元锂电池，在镍钴锰三元电池材料中掺入部分铝元素，并逐渐实现低钴或无钴电池的目标。最近，通用汽车宣布与LG化学合作，计划2021年量产NCMA四元锂电池，成本降幅可超过30%。

先说长期饱受电池成本之苦的特斯拉，马斯克一直有着“无钴”的想法。2012年，特斯拉Model S每辆车的钴用量为11千克，到了2018年Model 3钴用量仅为4.5千克。不过，特斯拉的“无钴”还都是他人做嫁衣。

今年初，比亚迪推出了基于磷酸铁锂电池的刀片电池，走在了特斯拉“无钴电池”的前面。宁德时代同样选择了基于磷酸铁锂电池发展无钴电池的技术路径。LG化学、松下等外资企业目前仍以采用NCM电池为主，但两家公司也正着手研发四元电池，尽量减少钴元素的使用量及依赖程度。

专家认为，无论是宁德时代的CTP方案，还是比亚迪的刀片电池， 都属于电池结构设计上的改变， 本质上还是堆电芯，挤空间，而非材料上的创新。

说到这里，有一家企业不得不说，那就是长城控股集团旗下的 蜂巢能源，它与宁德时代、比亚迪的无钴技术路线不同， 其NMX（镍锰X）无钴电池通过掺杂技术，改进了无钴材料在充放电过程中的可逆性和结构稳定性，电压平台达3.88V，比Ni83电压高1.3%以上。不仅如此，电池材料成本还可降低约10-15%，且 原材料的供应会更加稳定、更有保障，从而推动电动汽车售价走低。在电池 寿命方面，NMX无钴电池可达到2500次超长循环，优于高镍三元电池；在安全性方面，与高镍三元电池相比，NMX无钴电池系统增加了Mn（锰）含量，显著提高了安全性；在能量方面，NMX无钴电池具有115Ah容量和4.3V高压系统，支持单次充电满足880公里的续航需求。

不过没有量产和正式应用，一切都只是浮云。我们期待，如蜂巢能源宣布的那样，两款最新的无钴电池在2021年上市；在欧洲投资20亿欧元设立24GWh的新工厂、配套正极材料工厂和电池技术中心，在北美建设一个产能为20GWh的工厂；与大众的合作进展顺利，拿下宝马和标致雪铁龙的电池供应订单。

资本“噱头”抑或电动汽车“福音”？但愿别像L5

7月份，特斯拉股价突破1700美元，市值突破3000亿美元，超过丰田、大众和本田的总市值。但特斯拉并未满足，在电动汽车销量攀升之际，特斯拉选择了多源电池供应商。那么，如果电池能更进一步，电动汽车就会卖得更好。眼下，挡住特斯拉赚钱之路的正是电池！

特斯拉股票走势

7月10日，世界人工智能大会云端峰会上马斯克“隔空”喊话：“我觉得我们已经非常接近L5级自动驾驶了。我有信心，我们将在今年完成开发L5级别的基本功能。”话音未落，一辆特斯拉就在美国撞上了警车，并殃及一辆救护车。此前已有特斯拉车主表示：“应当禁止”特斯拉的“自动驾驶”，因为，“当第一次尝试‘自动驾驶’系统时，我感到失望。我必须把手放在方向盘上，还要控制油门、注意红绿灯和交通标志等等。如此看来这不是‘Autopilot’，而是‘CoPilot’。还有人提到，在特斯拉时长2分多钟Autopilot演示视频中，驾驶员全程都未用双手握住方向盘，且没有其它免责声明，也没有类似“该视频仅为内部测试软件演示，不能在消费者的车辆上复制”的提示。仅此一项，就是误导性宣传。

马斯克“我们将在今年完成开发L5级别的基本功能”余音未了

关于L5，业内人士认为马斯克吹大了：“这更像是一次资本炒作，真正的L5自动驾驶还很遥远。”资本市场的噱头司空见惯，那“百万英里电池”又是什么呢？

2019年11月，特斯拉发布纯电动皮卡（Cybertruck），有三种不同的电池续航里程（250英里、300英里或500英里）配置。有传言说，其电池寿命为100万英里，动力传动系保修期也是100万英里，车身腐蚀保修期为20年，这都将是关键卖点。爆料者还说，Cybertruck的太阳能车顶可以为房子供电，就像特斯拉电力墙一样。由于特斯拉越来越成为一家服务型公司，将Cybertruck的太阳能等结合起来的确是一个明智之举。

在中国特斯拉官网的Cybertruck预定页面，罗列了超强外骨骼结构、多功能性、性能与效率，唯独没有纯电动汽车应该有的电池指标，什么意思？不得而知。

纯电动汽车却没有最关键的电池指标？

“钱”可能是新势力信奉的唯一字眼,但不是决定其成败的唯一途径。在资本市场最敢玩，不断成功博得眼球的特斯拉深知让股价多飞一会儿意味着什么。

“百万英里电池”你猜我选谁？

我们不禁要问，既然上述几家都有“百万英里电池”技术，为什么不率先或首家推出，那不是更博眼球吗？却一拖再拖，犹抱琵琶半遮面，甘愿失去市场机会呢？应该还是没有准备好！

到目前为止市场还都是用手为特斯拉投票，到“百万英里电池”发布之际，看看市场是用手还是用脚。特斯拉会不会低估了市场的智商也未可知。

醉之意不在酒？

电动汽车并不是唯一受益于特斯拉百万英里电池的汽车，还有一个沉睡中的巨人——特斯拉能源公司（Tesla Energy）很少引人关注，与电动汽车业务相比其评级基本被低估了。不过，特斯拉计划中的某些东西，包括“百万英里电池”很可能是一个巨大的催化剂，可以完全唤醒公司能源部门这个庞然大物。

“百万英里电池”将唤醒沉睡巨人？

对于公司的储能产品来说，使用寿命更长的电池也极为宝贵。这对特斯拉能源有很多积极的影响，尤其是在电网规模的电池解决方案方面。如果特斯拉的电池能够与化石燃料发电的电网规模的同类产品相媲美或持续时间更长，该公司很可能会看到对其电池存储解决方案需求的激增。

一个很好的例子就是特斯拉的电池储存装置已经用来支持那些无法接入电网的社区。“百万英里电池”的储能产品可以持续很长时间，实际上可以确保那些人迹罕至的社区能够获得几十年的可持续能源。

随着时间的推移，特斯拉的电池存储产品的价值越来越突出，比如它的电池组和电源墙。特斯拉在南澳大利亚的项目就是证明。霍恩斯代尔电力储备已将该地区居民从断断续续的停电中拯救出来，该公司的电力墙目前正被用作5万人的虚拟发电厂计划的支柱。

投资特斯拉赚了一大笔钱的亿万富翁投资者Ron Baron估计，该公司的能源业务有可能独自价值5000亿美元，与特斯拉的电动汽车部门不相上下，而“百万英里电池”很可能是关键。电动汽车电池在电网中的第二和第三生命，将帮助特斯拉将电池重新用于固定电源，在有电情况下利用电网的多余能量，然后在需求高峰时期提供备用，摆脱目前阻碍现有电池的充电/放电限制，像今天特斯拉的电源墙一样充当并网电池组。消息人士称，所谓“车联网”是该公司与老牌电力公司接轨长期目标的重要组成部分。

LG化学也在进行将废旧电动汽车电池“变废为宝”的尝试，正在研发利用汽车废旧电池为电动汽车充电的ESS（Energy Storage System）储能系统。方法是将寿命耗尽的电池拆解并重新制造新电池，不仅可以降低生产成本，还能最大程度地减少环境污染。

总结一下，不管有多少个待解的谜团，无论是电池技术还是电池制造业，都在服务于 同一个目标：降低电动汽车的成本，说服更多消费者不再坚持使用燃油汽车。一旦使用“百万英里电池”的首款车型获得成功，都将迎来一个里程碑式的突破。