突破四元鋰電池是搶佔技術高地的關鍵

編輯/孟會緣

特斯拉距離四元鋰電池，又近了一步。

LG新能源公開表示，這款電池將於2021 年下半年交貨，但不能透露其客戶的名字，而外媒普遍推測可能是為特斯拉準備的，以替代備受質疑的三元鋰電池。

這也意味著，其在四元鋰電池大規模商業化上拔得頭籌。

四元鋰電池相比主流的三元鋰電池有何優劣勢？為何LG新能源推崇四元鋰電池，而不是業界更為看好的固態電池？

四元鋰電池，抓住特斯拉的痛點

對三元鋰電池，馬斯克早有看法。

由於存在受高溫或撞擊可能引發自燃，電量密度提升難、成本高企等痛點，主流三元鋰電池頻遭質疑，特斯拉渴望求變。

馬斯克在特斯拉2020年第二季度財報電話會議上公開表示：“對特斯拉增長的真正限制在於不斷降低電池生產的成本。”

是的，四元鋰電池相比三元鋰電池，一個優勢是成本更為低廉。

公開資料顯示，LG的四元鋰鋰電池是在三元鋰電池基礎之上，用鋁元素（AI）部份取代鈷元素，從而降低鈷在鋰電池中的使用量。

鈷是一種稀有又有毒的元素，決定電池的充放電速度與效率，也起到延長電池的壽命作用，其重要性不言而喻。

摻雜Al可改善NCM材料的熱穩定性

然而，由於近三分之二的鈷來自非洲的剛果民主共和國且一般作為鎳或銅的副產品，導致其開採成本高企，譬如現階段鈷的價格超過26萬/噸，而鋁的價格不過1.6萬/噸，兩者價格差異，一目瞭然。

“在保證了效能和續航能力的同時，又將電池中的鈷含量降低了70%，這是向低成本電池進一步邁進。”通用汽車電池工程和電氣化戰略總監Tim Grewe也對四元鋰電池表示了認可。

另外一個優勢是安全性更高。

當下，高鎳路線已成行業的共識，馬斯克更是許諾：“如果您以環保的方式高效地開採鎳，特斯拉將在很長一段時間內為您提供一份鉅額合同。”

然而，鎳含量越高，在高倍率充放電時枝晶產生的機率就越大，那麼穩定性、安全性就越差，這個問題一直困擾著高鎳三元鋰。

賽道不乏針鋒相對的玩家

這麼來看，LG新能源推崇四元鋰電池不無道理：渴望佔領技術制高點，從而在與寧德時代競爭中獲得更有利的地位。

據SNE Research 資料顯示，2020 年1~8月全球動力電池市場韓系三劍客LG化學、三星SDI與SK創新異軍突起，紛紛殺入行業TOP5，其中LG 化學更是反超昔日霸主寧德時代成功登頂，到了9月寧德時代又反超LG化學，兩者的市場份額只有0.2%的差距，咬得很緊。

此背景下，LG新能源自然盤算著怎麼甩開競爭對手。

譬如國內的蜂巢能源就是其中一員，其2018年才進入賽道，彼時市場早已被大大小小的玩家瓜分殆盡。

“提起特斯拉，想到它是智慧電動化的代表者；提起理想，想到它是里程無憂增程技術路線的代表者；提起小鵬，想到的則是智慧駕駛；提起蔚來，想到的是使用者體驗和服務；提起 LG新能源，想到它是軟包電池全球領導者；提起比亞迪，想到是磷酸鐵鋰全球領導者；提起蜂巢來，是什麼？”

這是蜂巢能源總裁楊紅新的疑問，也是市場的疑問。

姍姍來遲的蜂巢能源最終選擇走攀科技的路線，其中一條就是研發四元鋰電池，一度與LG新能源的高鎳四元鋰電池打法相似，之後改為中鎳路線的四元鋰電池。

中鎳四元鋰電池的優勢是既能降低電池的成本，又能提升安全性，且研發難度相對更低，劣勢是能量密度相比不足，從而令續航里程打一定程度的折扣，恐難入特斯拉等高要求車企的法眼。

固態電池才是終極“王者”？

那麼，在松下、三星、SDI等廠商探索的固態電池、寧德時代探索的無稀有金屬電池，以及比亞迪探索的磷酸鐵鋰刀片電池之中，誰才能擔當下一代動力電池的重任？

“我們還在佈局更下一代的電池，叫‘無稀有金屬電池’，不僅是無鈷，連鎳也可以替代掉，這樣整車的續航可以進一步提高，整車成本可以大幅下降。”雖然寧德時代高階主管孟祥峰曾如此高調為無稀有金屬電池發言，不過要是放眼行業內外，乃至資本市場，還屬固態電池的呼聲最高。

一方面，能量密度提升空間更大。

光大證券認為：“固態電池可簡化封裝、冷卻系統，電芯內部為串聯結構，在有限空間內進一步縮減電池重量，體積能量密度較液態鋰離子電池（石墨負極）可提升70%以上。”

而三星研發的一款全固態電池，已實現900Wh/L高能量密度，電池一次充滿後可行駛800公里，續航里程勝過四元鋰電池。

固態電池

另外一方面，抗寒效能更好。

2020年的這個冬天，電動車在北方冬季續航的糟糕表現令大批車主陷入焦慮之中，有多名車主在社交媒體上吐槽特斯拉開暖氣、方向盤加熱之後，續航里程僅為標配的三分之一至二分之一。

這是因為傳統動力電池使用的電解液發生部分凍結的情況，從而影響了電力傳導，而固態電池使用了陶瓷分離器等固態電解質取代了液體電解質，很大程度上可以避免這個煩惱。

因此，資本市場頗為看好固態電池的前景。據中銀證券測算，固態電池市場潛力巨大，2030年全球市場空間有望達到1500億元以上，

這意味著，相當長一段時間內市場存在空擋，研發門檻更低、大規模商用更快的四元鋰電池或大有可為：LG新能源藉此率先突破與量產，自然可先一步搶佔技術高地，爭奪更大的市場份額，等固態電池技術快成熟時再切入也不遲。

屆時，LG新能源與寧德時代的生死競賽又有何微妙的變化，仍有待時間來揭曉。