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特斯拉將12V鉛酸電池替換為鋰電池,寧德時代又一神操作

2021.6.24 新聞中心 6/24每日一新

NL-479_安仁國際新聞中心

2021年第479期

美國時間6月10日晚,特斯拉Model S 的改款車型Model S Plaid正式上市交付,儘管新車外觀較現款變化不大,但性能和技術絕對是跨時代的。

按照專注報導特斯拉的媒體——teslarati的說法,Model S Plaid“最微妙但最重要的改進之一”是將12V鉛酸電池換成鋰電池。

熟悉特斯拉的Mike Land 對此亦表示認可,他在推特上也對特斯拉這一技術壯舉進行了感慨,他說:
On the new Tesla Plaid Model s,the 12v battery is designed for the LIFE OF THE CAR! Who else engineers cars to this level? Nobody!

有意思的是,Mike Land 的這條推特得到了馬斯克本人的點贊。

所以,特斯拉為何要將已有百年歷史的12V鉛酸電池替換成鋰電池?這塊被大家眾目所望的明星鋰電池到底是哪家的?還有,鋰電池取代鉛酸電池會成一個趨勢嗎?

大勢所趨

據劉廣林著的《鉛酸蓄電池工藝學概論》所述,鉛酸蓄電池是由蓋斯騰·普朗特于1859年發明,經過一系列改進、演化,至今已有162年歷史。

如今在世界範圍內,鉛酸電池的產值和產量都位居各種化學電源與物理電源的首位。據Global Market Insights公佈的資料顯示,2019年全球鉛酸蓄電池市場規模達578億美元,同比增長6.8%。

鉛酸電池被大肆用於內燃機汽車、飛機發動機的起動,電動兩輪車的動力電池,等等。由於當前電動汽車的電氣架構來源於內燃機汽車,所以當前幾乎所有新能源車的啟動電池仍然是鉛酸電池。

然而,隨著智慧電動車向縱深發展,各種感測器、晶片的加入使得原有電氣架構越來越乏力,首當其衝的就是12V電源,由於“吃電深度”加大,後者壽命大打折扣。

一般鉛酸電池的設計壽命是5-8年,但實際使用1-2年更換的比比皆是。一些電動車車主甚至吐槽,有時一年更換多達3次。

無論是1-2年,還是5-8年,鉛酸電池的壽命都不算長,這也是162年來人類都未能解決的世界難題——鉛酸電池的“不可逆硫化”。

資料顯示,一般鉛酸電池的迴圈壽命次數為300-500次,這與新能源汽車裡面的鋰電池差太遠,後者基本都在2000次迴圈以上,高者大概有5000次續航。

一方面是鉛酸電池的壽命比不過鋰電池,另一方面是智能電動車對低壓電需求加大,將鉛酸電池換成鋰電池裝進智慧電動車,成為了新能源行業實質上的趨勢。

不過,雖然新世紀的大門近在咫尺,但勇敢推開的,不是別個,仍然是那個以工程開發見長的特斯拉。
除了上述提及的Model S Plaid,新款Model X,以及接下來的Model 3/Y等特斯拉旗下新車都會將鉛酸電池替換為鋰電池。

馬斯克還證實,特斯拉目前正在為其車輛開發一款輕型的48V子系統。據悉,新架構將用於所有的低電壓需求的汽車,並將比目前的系統更具成本效益。

“東方的神秘力量”

回到Model S Plaid搭載的鋰電池,對於這一跨時代的技術改進,不少外媒進行了報導與評論。

據全球最大新能源垂直媒體InsideEVs描述,“與標準的12V 電池相比,這個新電池看起來非常小且輕得多。我們堅信,它的性能也將比標準鉛酸電池好得多,後者在許多情況下(和許多車型)死得太頻繁了。

在InsideEVs看來,“12V鋰電池在電動汽車中具有很多優勢,因為它節省空間、重量、具有更高的迴圈壽命和日曆壽命,更適合應用。鉛酸電池適用于以高電流啟動發動機,而這在電動汽車中是完全不需要的。

具體數字是,這塊鋰電池相對鉛酸電池減重80%(-10kg),體積減少60%。有媒體做了個比喻,“從半箱礦泉水的體積和重量縮小到兩瓶礦泉水的體積和重量。

至於Model S Plaid搭載的新鋰電池的壽命幾何,目前沒有結論,理論上不會短。按照文章開頭Mike Land的說法——與汽車同壽命,而且這一說法得到了馬斯克的點贊,說明在壽命上肯定有驚喜。

從外媒公佈的圖片來看,這塊鋰電池容量為6.9Ah,電芯排列方式為為1並4串(1P4S),額定輸出功率99Wh。我從Model S Plaid的用戶手冊上獲取了這塊電池的電壓,為15.5V。

儘管外界議論紛紛,但在特斯拉看來,將鉛酸電池換成鋰電池,核心還是希望改善這種低壓電池的生命週期,進一步節省電動車日常使用成本,以提高車主的使用便利性。

當然,也有從性能角度來探討,認為鋰電池的密度比鉛酸電池密度更有優勢,在實現功能的同時,前者重量占優,進而提升續航和加速性能。

關於採用更輕的鋰電池帶來的性能提升,馬斯克講了一句黑色幽默,“如果你想造好一輛車,你首先要確保牛頓站在你這邊。

至於這塊鋰電池是哪家給特斯拉提供的,大家也非常關注,我跟特斯拉中國相關人士做了溝通,對方表示並不清楚,他說也許松下,也許LG新能源,也許寧德時代,這三家目前是特斯拉的電池供應商。

新能源業內資深人士朱玉龍對此也有撰文討論,但他只說了一個“東方的神秘力量”,而以上三家都在東方,這一點不好辨別,然後他說跟對方工程師(友人)有交流,最後又補了一句,“隨著基於電池技術在中國的反覆運算,再過個5年,估計國內的圈子會主導不少全球最頂尖車型的零部件設計。

所以結論大致就出來了,就是寧德時代。

其實這塊電池之前在網上被曝出來過,從一位曾參觀寧德時代總部展廳的網友披露的照片來看,該電池與特斯拉Model S Plaid這塊鋰電池的外觀十分相似,這無疑也證明了是寧德時代提供的。

總的來說,對於寧德時代給特斯拉供應低壓電池,有意外,也在意料之中。

在這塊電池裝到Model S Plaid之前,大家並不知道寧德時代還有這麼個產品。至於在意料之中,那是因為自2020年初特斯拉與寧德時代合作以來,雙方關係融洽,且日漸甜蜜,搭載寧德時代磷酸鐵鋰電池的Model 3月銷突破3萬輛之後,另一款車型Model Y也旋即加入到磷酸鐵鋰陣營。
作為中美兩個新能源領軍者,彼此內心還是十分默契的。

開闢新市場

今年4月21日,作為國內鉛酸電池龍頭企業,駱駝股份對投資者披露,“公司新能源板塊已佈局鋰電儲能,公司將推進相關業務發展。

而作為世界上最大的鉛冶煉企業,今年6月2日,豫光金鉛對外表示,“鋰電池對鉛酸電池有一定的影響,短期內鋰電池大規模替代鉛酸電池有限,不會有大的衝突。公司認為,在未來一段時期內,將存在兩種產品持續共存的局面。

這三個小故事帶來的啟示是,在佔領新能源汽車市場後,鋰電池正加速向其它市場滲透。以電動兩輪車市場為例,自鋰電池2010年挺進市場以來,到2019年,鋰電池兩輪車的市場份額占比已經來到13.2%。
至於鋰電池是否會取締鉛酸電池,成為汽車的啟動電池,目前來看還為時尚早,儘管三元鋰的各項性能秒殺鉛酸電池,奈何成本是硬傷。

據測算,在電動自行車中,同等容量的電池,鉛酸電池比鋰電池便宜800-1000元。當然,如果是電量需求更少的汽車啟動電池,差價應該不會有這麼大。

而且,既然特斯拉已經裝車了,而且還準備給旗下車型全部換上,說明在成本限制更小的豪華電動車市場,鋰電池替代鉛酸電池的條件已經成熟。不難預計,在特斯拉的強烈帶動下,其它電動車品牌都會思考將鉛酸電池替換為鋰電池。

一個新市場,再一次被開闢。