特斯拉動力電池的案例
全球動力電池裝機量預測榜出爐 特斯拉Model助力松下趕超寧德時代？
全球動力電池業競爭日趨激烈，市場加速洗牌。截至1月17日，雖然國外的松下、LG化學、三星SDI等鋰電巨頭還沒有公布2018全年裝機量數據，但從2018年1-11月數據來看，松下裝機量超過18GWh位列全球第一，寧德時代以微弱劣勢位列第二。
動力電池應用分會研究部統計數據顯示，2018全年我國動力電池裝機總量為56.89GWh，同比增長56.88%。寧德時代以23.43GWh高居榜首，如果加上海外市場，寧德時代的全球裝機量可能將達到24GWh。
松下裝機量也將達24GWh？
那么，松下2018年全年的裝機量能達到多少呢？2018全年，特斯拉交付了超過24.52萬輛汽車，其中包括14.58萬輛Model 3，以及9.94萬輛ModelS和Model X，幾乎相當于其前幾年的總和。以特斯拉車型最大的電池容量計算，松下2018年對特斯拉的最大裝機量約為21.6GWh。
眾所周知，松下是特斯拉的動力電池獨家供應商，雖然松下還有大眾、福特、豐田等電池客戶，但絕大部分產能都給了特斯拉。數據顯示，2017年特斯拉交付了10萬輛車，電池裝機量約為8.64GWh，而松下全年的裝機量約為9.3GWh，當年松下供應特斯拉的裝機量占松下總裝機量的93%。
如果按照93%的比率計算，松下2018年全年的總裝機量大約為23.23 GWh。不過，由于松下近年來積極拓展特斯拉以外的客戶，供貨特斯拉的占比在2018年可能會小于93%，如果按照90%的比率計算，松下的總裝機量將達24GWh，這樣就和寧德時代旗鼓相當了。
展開 比亞迪為特斯拉供刀片電池？這事得看錢
為了達成這樣的目標，特斯拉不斷尋找能夠加速其快速擴張的合作伙伴，換句話而言，誰能夠既好又快并且價格還低的為特斯拉供貨，誰就能成為特斯拉的供應商，至于雙方能夠合作多久，要看下一個能夠頂替你的競爭者何時出現。
這一點在松下身上體現的尤為明顯。
今年4月松下原CEO津賀一宏正式卸任，而他卸任前“最后的忠告”便是：“降低對特斯拉的依賴。”作為一個特斯拉曾經的支持者，津賀一宏對特斯拉的態度發生了巨大的改變。
早在2010年，松下便對特斯拉進行了第一筆投資，2014年松下投資“超級工廠”時，津賀一宏曾表示：“作為特斯拉電池供應商，松下投資超級工廠是唯一的明智選擇”。而五年后的2019年9月，當媒體追問是否后悔投資特斯拉之時，“是的，當然。”津賀一宏顛覆性的回復讓眾人對這一樁跨越十年的愛戀有了新的認識。
并非松下在此次投資中沒賺到錢，而是在特斯拉快速崛起的時候，沒帶著松下一起玩，在特斯拉國產之后，將LG和寧德時代納入了其供應體系，這樣原本可以就此取得大發展的松下深受所傷。
更有意思的是，或許是因為松下的前車之鑒，特斯拉與寧德時代的合作并非人們想象中那樣緊密。2020年2月，寧德時代對外宣布與特斯拉簽訂了供貨協議，成為特斯拉的供應商；2021年6月,寧德時代宣布與特斯拉再次簽訂供貨協議,將為特斯拉供應動力電池至2025年；雖說這樣的供貨協議可以無限次續簽，但短暫的保障期令人心生不安。
從正面來看，特斯拉與寧德時代的每一步都謹小慎微，也從側面而言，同寧德時代的“短暫合作”，將為特斯拉尋找備胎提供機會，而這也為特斯拉同比亞迪“暗送秋波”創造了可能。
展開 5月中國動力電池行業簡析
圖5 這段時間裝機量的分類
從2021年整體的情況，1-5月三元電池產量累計29.5GWh，占總產量49.6%，同比累計增長153.4%；磷酸鐵鋰電池產量累計29.9GWh，占總產量50.3%，同比累計增長360.7%。在這兩個數據對比，能看到當前國內的差異。前5月，三元電池裝車量累計24.2GWh,占總裝車量58.5%，同比累計上升151.7%；磷酸鐵鋰電池裝車量累計17.1GWh,占總裝車量41.3%，同比累計上升456.6%。在全面市場化的引導下，之前基于補貼的三元的解決方案是不香了。
圖6 本質的原有還是在1.8和1.3萬的補貼基礎上，0.8、0.9和1系數差異很低
第二部分 電池供應商
如下圖所示，國內需求大概在一超三雄的局面。LG依靠Model Y一臺車就沖到這個位置還是真的很讓人覺得到很神奇的。
圖7 國內電池供應商的情況
在這里有一個很有趣的地方，就是Model 3鐵鋰版本的量能占了寧德15%左右的量。
備注：這里的5月份按照特斯拉在國內保險數據預估1萬臺，折550MWh
圖8 寧德總裝機和特斯拉國內LFP裝機
對應的特斯拉在國內乘用車動力電池企業的需求（不含出口）的條件下，大概是在20%不到一些，這個議價權是非常驚人的。
圖9 特斯拉在動力電池需求的量能
小結：從不同的角度來看，能看到當下電池企業的局面，主要是各個車企分化比較嚴重，比較有權重的車企需求量直接決定了企業的走向。
展開 特斯拉自造電池技術前瞻
特斯拉要使用的超級電容與馬自達i-ELOOP上采用的雖然本質上是同一類電子器件，但特斯拉希望把超級電容應用到動力系統中，作為動力系統的動能緩沖器，一方面提升能量回收的效率；另一方面輔助動力電池，提升動力系統的瞬間輸出功率。
為了達到上述目標，特斯拉制造的超級電容器的電容量和額定電壓都要比馬自達i-ELOOP采用的要大得多。馬自達i-ELOOP的超級電容曾經因為起火隱患而召回過。特斯拉想要把電容量和額定電壓更高的超級電容器集成到車內，超級電容的安全防護設計是一個看點。
● 全文總結
本文介紹了特斯拉自造電池的一些信息并進行了一些前瞻性的猜想，如果順利的話，這套新的電池系統將會擁有更大的容量、更長的壽命、更好的輸出特性以及更低的制造成本。該全新電池系統的詳細信息或將在今年4月份的特斯拉“電池日”向公眾展示，屆時我們將會得到更為全面而準確的消息，讓我們熱切期待吧！
展開 
特斯拉公布電池回收細節 可回收92%的電池電芯材料
蓋世汽車訊 據外媒報道，特斯拉（Tesla）公布了其大規模電池回收工作的更多細節，并聲稱通過其回收過程可以回收約92%的電池電芯材料。
就整個生命周期的排放而言，電動汽車與燃氣動力汽車相比有兩個主要優勢。一是在車輛的運行方面，電動車車主有更多的能源選擇來為車輛充電，而不僅僅加油。電動車車主可以使用可再生能源為車輛充電，從而可以大大減少車輛排放。二是制造方面，盡管很多反對電動汽車人聲稱，制造電池所需的能源和資源抵消了所有排氣管的優勢。但他們卻忽略了電池回收，這將對電動汽車的完整排放循環產生重大影響。
（圖片來源：特斯拉）
多年來，特斯拉一直在與第三方回收商合作，從報廢的電池組重回收材料。同時也一直致力于開發自己“獨特的電池回收系統”。隨著其2020年影響報告（2020 Impact Report）的發布，特斯拉公布了有關其電池回收工作的更多細節。
特斯拉證實，已于去年年底部署了其自有電池電芯回收設施的第一階段：在2020年第四季度，特斯拉在內華達州超級工廠成功完成了電池電芯回收設施的第一階段，用于電池制造廢料和報廢電池的內部處理。盡管多年來特斯拉一直與第三方電池回收商合作，以確保電池不會被填埋，但特斯拉仍然重視在內部建立回收的能力。現場回收可以使特斯拉更接近于關閉材料生產循環，從而可以將原材料直接提供至其鎳和鈷供應商。該設施開啟了大規模電池回收的創新循環，使特斯拉能夠通過運營學習快速改進當前設計，并對研發產品進行工藝測試。
展開 特斯拉4680電池量產指日可待！加拿大電池設備廠加速運營
蓋世汽車訊 據外媒報道，11月5日，加拿大安大略省馬卡姆市(Markham)表示，特斯拉在該市開設了一家電池設備工廠，該公司正在加速成本更低、續航里程更高的4680電池的量產進程。
馬卡姆市市長Frank Scarpitti在推特上表示：“我很高興與大家分享，特斯拉已經在馬卡姆市開設了一家電池設備工廠，這意味著該公司加入了我們強大的汽車和技術生態系統。” 馬卡姆市官員Bryan Frois表示，特斯拉馬卡姆市工廠已于今年夏天開始運營。
Scarpitti表示，“這是特斯拉在加拿大開設的第一座工廠，該工廠將生產最先進的電池制造設備，為特斯拉生產電池的超級工廠供應設備。”
特斯拉沒有立即對馬卡姆市市長的推文置評。
（圖片來源：特斯拉）
2019年，特斯拉收購了位于加拿大安大略的海霸精密設備公司(Hibar)，該公司主要生產精密計量泵和注液分配系統，該系統可以用于特斯拉4680電池的生產。2020年，特斯拉高級副總裁Andrew Baglino在電池日表示，特斯拉與海霸等公司的“垂直整合”將使他們能夠加速電池生產，并擴大其4680電池的生產規模。
10月，Baglino表示，特斯拉將于2022年初開始交付首款搭載4680電池的電動車，但他補充說，“4680電池是一種全新的、復雜的電池設計，可能仍會存在一些未知的變數。”
特斯拉目前在加州的試點工廠生產4680電池，并計劃在美國得克薩斯州工廠和即將投產的德國柏林工廠投產該電池。
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展開 松下左擁特斯拉右抱豐田 同造圓柱電池/方形電池
面臨環境的變化，單憑電池廠家或者汽車廠家的單獨努力是無法解決的。鑒此，豐田汽車和松下電器于2017年12月13日就關于新能源汽車用方形電池事業合作的可能性進行探討，雙方經過一年多洽談終于正式牽手。
與松下電器結盟，這將有助于豐田汽車加快電動化步伐。按豐田汽車的計劃，2030年，該公司全球電動化汽車年銷量達到550萬輛以上，作為零排放車型的純電動（EV）以及氫燃料車（FCEV），力爭年銷量達到100萬輛以上。其中，中國是豐田汽車推進電動化戰略的重點市場，將于今年推出卡羅拉和雷凌插電式混合動力汽車。自2020年起，以中國為首加速EV導入，到2020年代前半期，全球擴大到10種車型以上。豐田汽車多位高層在接受第一財經記者采訪時都曾談到，將會追加在華電動化的投資。
第一財經記者了解到，豐田汽車的電池技術主要以用于非插電式混合動力汽車的鎳氫電池見長，在燃料電池上也處于全球領先，而此前由于新能源發展路線規劃等原因，在純電動車所采用的鋰電池領域優勢不明顯，這是豐田汽車結盟松下電器的原因之一。
作為特斯拉獨家的鋰電池供應商，松下電器隨著特斯拉電動車的發展而快速發展，曾經在全球車用鋰電池市場占有率排第一，但最近一兩年被寧德時代趕超，因此也有意加快對中國這一全球最大新能源汽車市場的布局。而耐人尋味的是，最近也傳出特斯拉不再獨寵“松下”的消息。有外媒傳，特斯拉已經與天津力神簽訂為特斯拉上海超級工廠供應電池的初步協議，降低對松下電池的依賴度，計劃實現電池來源多元化。
目前，眾多車企紛紛與動力電池企業聯盟，上汽、廣汽等整車廠分別與寧德時代成立新能源電池合資公司。此外，整車廠往往也并沒有將作為核心零部件的電池放在一個籃子里，而是選擇兩家或多家電池供應商。而這次豐田汽車與松下電器成立的合資電池公司，除了供應豐田汽車之外，還將供應給其他汽車廠商，挖掘更大的市場空間。
展開 百年輪回，燃料電池與鋰電池之爭，“特斯拉”能否再次獲得命運女神的眷顧
電力是第二次工業革命崛起的新能源，推動人類走進電氣時代，同時，它也將愛迪生和特斯拉這兩位偉大的科學家聯系到一起，愛迪生以及其投資商JP摩根主張使用直流電，而特斯拉和西屋電氣公司則主張用交流電，在商業利益的驅使下，雙方進行了曠日持久的對峙，繼而引發了著名的“電流大戰”。
愛迪生采用電椅死刑以及電死大型動物向公眾證明交流電的危險，而特斯拉則發明了“特斯拉”線圈親自表演放電魔術，直至1891年，特斯拉用他的交流電同時點亮了芝加哥博覽會全場的數萬只白熾燈，同時也宣告了“電流大戰”勝負已分，交流電的應用掀起了第二次工業革命，至今，我們都在享受著電力所帶來的福利。
而隨著新能源的發展，路線也開始出現了分歧，繼承了“尼古拉·特斯拉”之名的特斯拉公司與豐田主張的燃料電池開始了新一輪的明爭暗斗，馬斯克曾公開談及燃料電池汽車，稱其是汽車制造商騙人的把戲，純粹是胡扯。但從特斯拉動作來看，顯然還是較為在意的，2014年，馬斯克宣布特斯拉推倒自己的專利墻，向所有的企業開放特斯拉電動車的專利。而僅1年后，豐田也宣布，將旗下5,700項氫燃料電池專利無償與其他汽車制造商共享。
而從兩家這一連串的動作來看，難免讓人聯系到，尼古拉·特斯拉放棄了交流電的專利費，此舉極大助力了交流電的迅速發展，成本更低且沒有門檻的交流電迅速取代了直流電，開始成為工業、商業和民用的最佳選擇。而作為固體電池代言人的特斯拉以及氫燃料電池的豐田，取消專利打破壁壘有利于技術進一步擴散，就能讓更多的汽車廠商乃至供應商偏向這一技術方向，占據市場的主流。
展開 【6/12更新】兩大頂流合作，比亞迪將為特斯拉供應電池，附刀片電池八大工藝
近日，比亞迪集團執行副總裁、汽車工程研究院院長廉玉波在接受媒體采訪時表示，“比亞迪尊重特斯拉，也很佩服特斯拉，和馬斯克也是朋友，比亞迪很快將為特斯拉供應電池”。廉玉波提到，“特斯拉是一個很成功的企業，特斯拉首先推出的Model X、Model S定位高端，讓年輕人覺得特斯拉就是時尚、創新、科技，而國內造車新勢力也是學習特斯拉的，也是比亞迪的學習榜樣”。
實際上，早在2021年8月就曾傳出比亞迪將為特斯拉供應電池的消息。據財聯社報道，比亞迪即將于2022年第二季度向特斯拉供應“刀片電池”，目前配有“刀片電池”的特斯拉車型已進入C樣測試階段。彼時，針對以上消息，比亞迪方面表示“不予置評”。
▲比亞迪刀片電池
據乘聯會公布最新零售數據顯示，2021年國內狹義乘用車零售量為2014.6萬輛，同比增長4.4%，其中新能源乘用車為298.9萬輛，同比增長169.1%。新能源汽車銷量持續走高可能是刺激動力電池產業的主要原因之一，而當下中國電池市場也將繼續呈現兩超爭霸的局面，寧德時代與比亞迪依占據了大量市場份額。根據中國汽車動力電池產業創新聯盟發布的數據顯示，2022年1-4月寧德時代動力電池裝車量為30.59GWh，緊跟其后的比亞迪以14.68GWh排名第二，二者占據70%的市場份額，而TOP2以外的電池廠商包括中創新航、國軒高科、蜂巢能源等只能爭搶30%的市場份額。
不過，寧德時代和比亞迪存在一定差異。在磷酸鐵鋰動力電池裝車量的排名中，比亞迪以裝車量4.19GWh，占比47.14%反超寧德時代成為第一名。寧德時代排名第二，磷酸鐵鋰電池裝車量為3.05GWh，占比34.29%。當然，比亞迪在磷酸鐵鋰動力電池市場的表現與其新能源汽車銷量成績有關。4月3日，比亞迪正式宣布停產燃油車，此后銷售車型均為新能源汽車。
展開 特斯拉Model Y電池拆解
（3）取消輸出保險的保護罩；
（4）取消高壓電開關的兩個端蓋；
5、動力電池組
Model Y和Model 3一樣，都是74kWh動力電池（4416顆2170電芯）。
特斯拉的4680高鎳模組電池的設計
（5）圓柱電芯大時代 新的群雄逐鹿
圖7 大圓柱時代的差異化
圓柱大電芯的突破其實可能會顛覆方殼時代，理由有這么幾個:
1）18650時代，圓柱是個標準品，21700的轉化確實在動力上迭代更快，往大容量發展，這種電池的可用性在很多領域可以推進，也就是說方殼時代是寧德的一家獨大。但是面對這種優質的標準品，其實國外的松下、LG、SDI和SK都能做，國內億緯鋰能也在跟。
2）大方殼時代，把幾個電芯的殼體優化掉，變成卷芯并聯在一起。寧德時代這種做法其實拉開了和方殼對手SDI、松下的差距，把成本往下打了特別多，也對LG Chem形成超大的成本壓力，基本在全球造就了最優的成本，這個是戰略的能力！
圖8 多卷芯內部級聯狀態
但是和4680級聯比起來，這個方案最大的缺陷是在成本相似條件下，快充做不上去——這種設計基本把快充的瓶頸放在了電芯里，從這些Tab上的阻抗很難降低下來。如果后續消費者層面不光對續航里程有需求（寧德其實一家對全球的續航推動有貢獻），對充電體驗也有要求的時候，我覺得原本的優勢反而變劣勢了。
圖9 這種設計最大的挑戰是快充做不出來，內部的溫度控制不住
小結：長遠來看，隨著特斯拉切入4680影響整個格局，帶著所有人做圓柱的時候，挑戰的是整個動力電池圍繞VDA方殼時代變化的節奏。這點是我覺得最需要在技術層面觀察的。軟包下一個復興階段，要么是蛻變成短刀片和長刀片模組，要么等固態了。
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特斯拉Model S Plaid 電池系統解析
圖7 Model S Plaid電池維修窗口3
Model S的電池管理系統和整體復用了Model 3和Y的設計，熔絲從3根減少為2根，主要是高壓PTC去掉了，只要給PCS和熱泵的壓縮機供電即可，所以整體的維修頻率大大降低。
圖8 Model S Plaid的電池管理系統
而整體的高壓輸出，Model S Plaid采取包內走線的方式，如下圖所示：
快充連接器，是把電池包頂上去，然后在車廂內采取線纜插接的方式，地板上有個孔；
后驅驅動逆變器連接器：在電池后方的底部，如下圖所示；
前驅驅動逆變器連接器：在凸包的前方和電壓縮機的連接器在一起；
特斯拉最終選擇在包內走高壓母排的方式，從總體的設計來看，在Model S Plaid里面，過大電流高壓線纜大概只有0.5米*2芯，用來連接快充連接器和電池包的輸入，其他前驅逆變器和后驅逆變器大概只有0.3米左右，加起來只有1米，整個高壓線纜的工作已經結束了，全部被內部的高壓銅排設計所取代。過小電流的，就是前方到壓縮機這邊，大概也只有0.6米左右
圖9 電池系統連接器
小結：先寫到這里，想起前段時間有一位行業分析師問我高壓線纜的供應鏈情況，這部分市場的想象空間很小，整車就這么一點。
特斯拉把高頻的安全部件作為維修件處理的方式，還是非常有參考價值的。
展開 馬斯克：特斯拉正在研發錳基電池
蓋世汽車訊 據外媒報道，馬斯克表示，特斯拉看到了錳基陰極在電池方面的潛力，并重申汽車行業需要更多地關注電池供應鏈，特別是礦物供應鏈。
3月22日，在特斯拉柏林工廠交付第一批Model Y后，馬斯克在向員工發表演講時被問到有關石墨烯電池的問題。和業內許多人一樣，馬斯克表示，由于石墨烯生產的復雜性，他對此持懷疑態度，但他強調，特斯拉正在采用更多的材料制造電池。
馬斯克重申，在可預見的未來，特斯拉和其他公司一樣，將專注于長續航電動車的鎳基材料，以及短續航電動車的磷酸鐵材料。不過馬斯克還簡要評論了錳基材料，“我認為錳非常有潛力。”
特斯拉一直在探索在電池中使用更多錳。在2020年的特斯拉電池日上，特斯拉表示作為臨時的一步，特斯拉計劃使用鎳錳。馬斯克表示，“用三分之二的鎳和三分之一的錳制造陰極是相對簡單的，這使我們可以在同等數量的鎳的情況下生產出容量多50%以上的電池。”但馬斯克在3月22日并沒有詳細說明，只是說特斯拉正在研究錳基電池。
圖片來源：德國勃蘭登堡州政府官方推特
馬斯克強調，“電動車和電池的大規模生產需要數千萬噸，甚至數億噸電池原材料。因此，這些電池原材料必須是普通且隨處可見的材料，否則我們無法規模化生產。”
幾個研究小組已經發表了有關高錳電池的論文，他們認為高錳電池的能量密度可能比磷酸鐵鋰電池更高，但價格可能比高鎳電池更低。
特斯拉已經在一些電池化學品中使用了錳，但錳并不是主要成分。例如，特斯拉之前曾在Powerwall中使用過鎳錳鈷（NMC），鎳錳鈷中就使用了許多錳。日產還在聆風（Leaf）的初始電池中使用了高錳的陰極。
展開 解析丨特斯拉的電池技術
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預計2025年我國將需要近900GWh的動力電池 | 動力電池產業報告（2022版）
而后隨著我國首批新能源汽車的陸續淘汰，到2018年后，我國動力電池回收進一步規范化，如先后明確了OEM的主體責任地位，鎳鈷錳、鋰和其他金屬的綜合回收率，并制定電池編碼進行全生命周期資產管理，使我國動力電池產業迎來了規模化發展，為行業市場空間的釋放提供有力保障。
從產業背景來看，首先是全球動力電池市場以中日韓三國牢牢占據，寧德時代和LG新能源分別得益于中國本土市場和歐美市場新能源的需求，已連續多年占據全球前二位置，形成雙寡頭市場格局，2021年兩者的市場份額更是超過全球的50%，同時從其未來產業布局來看，寧德時代和LG新能源同樣保持領先，未來相當長時間內或將繼續引領全球動力電池的市場供應。
其次，面對長期以來的動力電池供需錯配、全球疫情以及2022年俄烏突發事件的影響，近期動力電池正極原材料中的碳酸鋰、氫氧化鋰和鎳資源均迎來大幅漲價。據鑫欏鋰電統計數據來看，相較于2022年1月初，今年3月底的氫氧化鋰和碳酸鋰分別增加了112%和75%，達到接近50萬元/噸的價位，電解鎳也增加了72%，達到16萬元/噸的價位，使得三元和磷酸鐵鋰等主流電池的正極漲價了35%-47%。同時，價格壓力逐級傳導，目前國內已有不少車企進行多輪價格上調，如特斯拉、零跑和小鵬上調后的平均售價漲幅約2萬元左右。隨著這一波漲價，或許會影響2022年新能源汽車的終端銷量，但考慮到近期原油價格同期上漲以及今年是補貼最后期限，漲價帶來的銷量影響有限。
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