突破四元锂电池是抢占技术高地的关键
作者/陈
编辑/孟会元
特斯拉离四元锂电池又近了一步。
2020年12月21日，据外媒报道，从LG Chem独立分拆出来的LG新能源开发出了以镍、钴、锰、铝为正极材料的NCMA四元锂电池，镍含量提高到90%。
LG新能源已公开表示，该电池将于2021年下半年交付，但其客户姓名无法透露，而国外媒体普遍猜测，可能准备让特斯拉更换有问题的三元锂电池。
这也意味着它在四元锂电池的大规模商业化中获得了第一名。
四元锂电池与主流的三元锂电池相比有哪些优缺点？LG新能源为什么尊重四元锂电池而不是固态电池，后者在行业内更有前景？四元锂电池，抓住特斯拉痛点
马斯克对三元锂电池的看法由来已久。
由于高温或冲击导致自燃、功率密度难以提高、成本高昂等痛点，主流三元锂电池频频受到质疑，特斯拉急于求变。
马斯克在特斯拉2020年第二季度收益电话会议上公开表示：“特斯拉增长的真正限制是不断降低电池生产成本。”
是的，与三元锂电池相比，四元锂电池具有成本更低的优势。
据公开资料显示，LG的四元锂电池是以三元锂电池为基础，以铝(AI)部分替代钴，从而减少了锂电池中钴的使用量。
钴是一种稀有有毒的元素，决定着电池的充放电速度和效率，也起到延长电池寿命的作用，其重要性不言而喻。
掺铝可以提高NCM材料的热稳定性
然而，近三分之二的钴来自非洲的刚果民主共和国，通常被用作镍或铜的副产品，这导致采矿成本高。比如目前钴的价格超过26万/吨，铝的价格只有1.6万/吨。两者的价格差异很明显。“在确保性能和耐用性的同时，电池中的钴含量减少了70%，这是向低成本电池迈出的又一步。”通用汽车电池工程与电气化战略总监蒂姆格雷韦(Tim Grewe)也认可了四元锂电池。
另一个优点是安全性更高。
目前，高镍路线已成为行业共识。马斯克承诺：“如果你以环保的方式高效开采镍，特斯拉将为你提供长期的巨额合同。”
然而，镍含量越高，在高速充放电过程中枝晶产生的概率越大，稳定性和安全性越差。这个问题一直困扰着高镍含量的三元锂。
一位业内人士告诉锌秤：“镍决定了电池的能量密度，是续航里程提高的关键。一味追求高能量密度很难保证安全性，四元锂电池配有硅碳层石墨阴极。这个棘手的问题在一定程度上是可以解决的。”赛道上有很多针锋相对的选手
从这一点来看，LG新能源尊重四元锂电池并非没有道理：渴望占领技术制高点，从而在与宁德时代的竞争中获得更有利的地位。据SNE研究数据显示，2020年1-8月，韩国三剑客LG Chem、三星SDI、SK在全球动力电池市场异军突起，纷纷进入行业前五。其中，LG Chem超越前霸主宁德时代，9月份成功登顶宁德时代，市场份额差距仅为0.2%。
在这种背景下，LG新能源自然想通了如何摆脱竞争对手。
然而，一些市场参与者向锌价指出，LG新能源仍面临两大挑战。一方面，四元锂电池的量产过程比三元锂电池复杂，需要多长时间才能达到实际效果
“提起特斯拉，认为它是智能电气化的代表；提到理想，认为是里程无忧的技术路线代表；提到小鹏，你会想到智能驾驶；提到威来，你想到的是用户体验和服务；说到LG新能源，我觉得是软电池全球领先者；提到比亚迪，我想到的是做磷酸铁锂的全球龙头；提到蜂巢是什么？”这是蜂窝能源总裁杨洪信的问题，也是市场的问题。
姗姗来迟的蜂巢能源最终选择了攀登科技的路线，其中一条就是研发一款四元锂电池，类似于LG新能源的高镍四元锂电池一度，然后换成了中镍路线的四元锂电池。
中镍四元锂电池的优点是既能降低电池成本，又能提高安全性，研发难度相对较低。缺点是能量密度不足，使得续航里程打折到一定程度，很难进入特斯拉等高需求车企的眼中。
此外，一位私募人士告诉锌秤：“资本市场对于四元锂电池早已定性，没有重大技术创新。只是三元锂电池的过渡方案。”固态电池才是终极“王者”？
那么松下、三星、SDI等厂商探索的固态电池，宁德时代探索的稀有无金属电池，比亚迪探索的磷酸铁锂叶片电池，谁又能承担下一代动力电池的重任呢？
“我们还在布局下一代电池，叫做‘无稀有金属电池’，不仅不含钴，还可以更换镍，这样可以进一步提高整车的电池寿命，大幅降低整车成本。”虽然宁德时报高级总监孟祥峰曾经以如此高调的姿态为非稀有金属电池代言，但如果看看行业内外乃至资本市场，固态电池的话语权是最高的。
一方面，能量密度提升空间更大。
光大证券认为：“固态电池可以简化包装和冷却系统，电池内部结构串联，在有限空间内进一步减轻电池重量，体积能量密度比液态锂离子电池(石墨负极)可提高70%以上。”
三星开发的全固态电池实现了900 Wh/L的高能量密度，一次充满电就能行驶800公里，续航里程优于一个四元锂电池。
固态电池
另一方面，它有更好的耐寒性。
2020年冬季，北方冬季电动车性能不佳，导致大量车主陷入焦虑。很多车主在社交媒体上抱怨，打开暖气，加热方向盘后，续航里程只有标准的三分之一到二分之一。
有特斯拉车主吐槽锌秤：“什么NEDC，WLTP，EPA电池寿命标准不可靠，一定要完成东北冬季电池寿命标准！”
这是因为传统动力电池中使用的电解液部分冻结，影响动力传递，而固体电池中使用陶瓷隔板等固体电解质代替液体电解质，可以很大程度上避免这种麻烦。
因此，资本市场对固态电池的前景相当乐观。中行证券表示，固态电池市场潜力巨大，预计2030年全球市场空间将达到1500多亿元。
但是固态电池的缺点也很明显，就是成本相当高，已经成为大规模商业化的“拦路虎”。作为赛道领头羊的丰田对此深有体会。其电池业务总经理海天奇在2020年7月表示：“丰田希望到2025年大规模生产固态电池。”
这意味着在相当长的一段时间内市场存在缺口，研发门槛较低、大规模商用速度较快的四元锂电池可能大有可为。LG新能源将在突破和大规模生产方面处于领先地位，因此它自然可以首先抢占技术制高点，进行竞争
