- 特斯拉发生自燃，为什么特斯拉这么多问题还备受追捧？
- 特斯拉使用三元锂电池的原因是什么
- 造势了半年的特斯拉电池日 都带来了哪些黑科技？
- 特斯拉为何会看好“无钴电池”，技术方面取得了哪些突破？
- 特斯拉自产电池的秘密：布局5年，用成本碾压同行！产线正在搭建
近日，关于“特斯拉可能会在国产车型上使用宁德时代无钴电池”的消息在新能源圈掀起了一阵不小的风波，同时资本市场也迅速作出反应，多家钴业企业的股价瞬间跌停。那么特斯拉所说的“无钴电池”是什么？本期的电动湃《有问必答》栏目，湃客和大家聊聊自己的看法。
无钴电池，顾名思义就是不含钴元素的电池。而现如今我们常见的三元锂电池，大都是NCM（镍钴锰）或NCA（镍钴铝），它们或多或少都会存在钴元素。而LFP（磷酸铁锂电池）则不含钴元素，所以外界普遍猜测特斯拉此次和宁德时代商谈的应该是磷酸铁锂电池。如果特斯拉所说的无钴电池真的就是磷酸铁锂电池，是否意味着特斯拉将放弃三元锂电池、转投磷酸铁锂电池的怀抱呢？
其实关于磷酸铁锂电池和三元锂电池的缠斗从来都没有停止过。相比三元锂电池，磷酸铁锂电池具有热稳定性好、安全性能高、循环寿命长等优点，比如曾经有实验结果表明，三元锂电池在3900次循环后剩余容量为66%，而磷酸铁锂电池在5000次循环后剩余容量为84%。但是在电池的能量密度方面，磷酸铁锂电池不如三元锂电池。
2012年之前国内基本都是以磷酸铁锂电池为主要技术路线，可是后来随着特斯拉在2013年实现盈利，让人们看到了三元锂电池的潜力。另外国内近些年的新能源补贴金额基本都和高能量密度挂钩，而之前的LFP磷酸铁锂电池很难满足高能量密度的要求，所以渐渐被许多新能源乘用车所淘汰。
不过有得必有失，三元锂电池在提供高能量密度的同时，其安全隐患也不容忽视。特别是在NCM镍钴锰三元锂电池的元素配比渐渐从5：2：3升级到6：2：2再升级到8：1：1，三元锂电池的稳定性越来越差，自燃屡见报端。
不过就在大家都以为“无钴电池”就是磷酸铁锂电池时，特斯拉又放出了一个烟雾弹，称“无钴不一定是磷酸铁锂”。同时特斯拉还透露其自行研发的动力电池是一款超级电容电池，这无疑为“无钴电池”蒙上了一层迷雾。
其实超级电容并不是一个新概念，它已经被广泛运用在自动启停蓄电池上。超级电容的特性正好和三元锂电池相反，那就是长寿命、高稳定性和低能量密度。如果特斯拉所说的“无钴电池”真的就是超级电容的话，那么对于整个动力电池产业的改变将是颠覆性的。不过近几年并没有听到过超级电容在技术方面的颠覆，反倒是磷酸铁锂电池在不断得通过新技术提升电池能量密度。所以湃客认为特斯拉所说的无钴电池是超级电容的可能性不大，磷酸铁锂的概率更高一些，或者是两者的结合。
以上就是本期电动湃《有问必答》栏目的全部内容。你认为特斯拉提到的“无钴电池”是什么呢？欢迎在下方和我们互动留言。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
特斯拉发生自燃，为什么特斯拉这么多问题还备受追捧？
特斯拉和比亚迪技术对比：
电池技术：对于新能源汽车来说电池技术是非常重要，特斯拉作为新能源汽车的巨头，电池技术却并不是自己研发的，特斯拉用松下三元锂电池，比亚迪不同，比亚迪拥有自己的电池技术，这也是比亚迪的强项，比亚迪就是做电池起家的，2020年之后比亚迪成功研发了刀片电池，性能更优越，降低了电池成本，提高了储能密度。相同环境下比亚迪续航更为出色。
电控技术：特斯拉在电控方面有自己的独到之处，搭载的BMS电子控制技术，每只电池可智能控制18650电池，在充电、续航等方面实现最高效率，虽然比亚迪电控技术也是自己研发，但是电控技术方便比特斯拉稍逊一筹。
电机技术：特斯拉搭载的电机也是购的，特斯拉高端机型搭载交流异步电机，低端机型搭载永磁同步电机，比亚迪的电机技术是自主开发的，主要使用永磁同步电机，但整体性能非常出色
性价比：同样定位同一档次的情况下，比亚迪的模式比特斯拉的模式性价比更高，以比亚迪海豹与特斯拉model3的敌对比为例，两辆车都是纯粹的轿车型定位，但海豹在更便宜的同时，具有更丰富的配置、更强大的动力性能和更出色的驾驶体验。
智能：特斯拉最引以为豪的还是智能系统，在新能源汽车行业几乎是天花板的存在，无论是比亚迪、蔚来还是小鹏，在智能助力驾驶方面都与特斯拉
特斯拉使用三元锂电池的原因是什么
说起特斯拉自燃的原因其实只有一个，那就一定和电池有关系，和我们常用的石油汽车不一样的地方，作为新能源汽车的代表，特斯拉取的完全是锂电池作为的新能源，只要充电就可以了，所以此次自然的原因只能是锂电池。
自从特斯拉上市以来，目前已经售出超过50万辆新能源汽车。
自2013年以来，特斯拉一共发生了14起自燃，期间在美国还发生了一起事故致死，大多数的还是因为引起的，在目前看来更大的可能性还是偶然性因素。
1、电池短路，作为所有电池发生起火的最大可能性，接下来我们由图来看，特斯拉的电池组成是由成千上万节小电池组成的电源。随着超高密度的电池组成，提高的电源密度也会更充足，持久性也会相对性更足，同时小电池的构造更加精细，随着电池技术的升级，也可以做到蓄电量更足。
正因为如此，发生短路的可能性随着电池数量的增加而相对增加。
2、充电过量。
据该车主介绍，在自燃前车主充了几个小时的电。让我们了解下锂电池的构造已经放电原理：
锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
放电反应：Li+MnO2=LiMnO2
通过相应的化学反应产生电能，但是如果在装配制程中激光焊接密封性能差，测漏气时漏气，提供能量的同时产生的热度会造成液体自燃。
3、电池正负极接触自燃（类似于三星电池自燃事故）
三星造成了三星手机在中国的崩溃以至于面临了退市风波，第三方机构也给出了三星手机自燃爆炸的原因。
A 电池右上角受到挤压导致短路；
B 电池缺少接片上的绝缘胶带，焊接点较大凸起容易导致隔离膜穿刺，隔离膜过薄导致短路。
这两个原因也正是锂电池通常发生事故的原因，特斯拉的自燃也非常有可能是这个原因。
造势了半年的特斯拉电池日 都带来了哪些黑科技？
与磷酸铁锂电池相比，特斯拉MODELS使用的三元锂电池在重量能量密度上要高出许多，约为200Wh/kg,这也就意味着同样重量的三元锂电池比磷酸铁锂电池的续航里程更长。
百万购车补贴
特斯拉为何会看好“无钴电池”，技术方面取得了哪些突破？
造势了大半年后，马斯克所说的“特斯拉历史上最激动人心的一天”——特斯拉电池日终于来了！这也是特斯拉首次专门针对电池技术举办发布会。在发布会中，最大的重头戏是特斯拉发布了全新的“4680”型电池，如果电池设计、电池工厂、正极材料、负极材料、整车电池一体化这5部分创新都能兑现的话，新电池的续航能力将能够提升54%，成本会下降56%。不得不说，这是个非常了不起的成就。
“4860”电池登场
电池电芯设计：无极耳电?
在过去的几年中，特斯拉与松下一起，完成了一次创新，那就是将18650电池升级到了21700电池，在升级的过程中，电池的能量密度增了约50%，续航能力也大幅提升。这一次的创新，特斯拉带来了46800电池，无极耳电池。
无极耳电?
目前的电池结构中，电流必须流经极耳才能到达电池单元外部的连接器。但是，当电流必须一直沿着阴极或阳极流到极耳并流出电池单元时，电阻也会随着距离的增加而相应提高。除此之外，由于极耳是额外的零件，因此增加了制造成本。相比传统的电池结构，无极耳电池的制造过程会更加的简单，也会进一步减少电阻。当然了最大的优势是它不但能够提升16%的续航能力，还能将成本降低14%。
没有了极耳，生产效率会变得更高，而且电池可以做到比较大，这款新电池的直径是46mm，高度是80mm，单电芯容量是之前的5倍。特斯拉的工程师通过对单元中现有箔片进行“激光图案化”，形成了电池的带状螺旋，这样的结构缩短了50mm的电气路径长度，从而减少了离子传导的距离，这样的结构有利于电池工作散热与减少能量损耗。通过对电池外形设计的改变，就能将每千瓦时的成本降低14%。
4860电?
正极材料：减少对钴的使用
在新电池中，正极材料部门将会消除对钴的使用，转而依赖镍。这样做的好处是能够将成本降低12%。其实这不难理解，从金属角度讲，镍的能量密度最高、成本反而最低，所以要用越来越多的镍代替钴。它们的作用是让电池结构拥有足够的稳定性，钴能做到这一点，同样镍也能做到。
在储能方面，特斯拉旗下的车辆中，需要长循环的可以使用铁锂电池、2/3镍和1/3锰，应用于主要的乘用车，而对于质量敏感的皮卡和卡车可以用高镍电池。为了降低成本，特斯拉还准备在美国建立正极材料工厂，这样一来可以减少80%的运输成本，此外特斯拉还会布局上游和电池回收，进一步降低成本，拉拉杂杂的这些如果全部实现的话，在这一个环节中，成本就可以下降12%。
关于负极材料：硅负极
在负极技术方面，高能量密度的动力电池一直面临着负极材料体积变化的问题，这一问题可能会导致负极材料颗粒破裂、绝缘层扩散与SEI膜变薄等隐患，每一项都会影响电池的寿命与性能，且这些问题在硅基负极上体现得更加明显。
为解决这些问题，特斯拉通过将离子传导的高分子化合物集成，形成了高强度的分子网络，生产了更加稳固的负极材料。马斯克表示，特斯拉用非常高弹性的材料抑制了硅基负极材料的膨胀，达到提升电池续航20%的目的。在这一基础上，其负极生产成本能够达到1.2美元/kWh,在这个环节中成本可以下降5%。
整车电池一体化：减重10%?续航提升14%
据马斯克介绍，特斯拉未来还将推动汽车车身一体化的设计，在整车集成方面，特斯拉取了去模组的设计，这将会减少370过个电池的组件。在新的电池包设计中，使用更好的方式粘合，使得电池结构更加紧凑。电池与车身更好的结合，可以将电池组减重10%，这可能会带来14%续航能力的增加。在这个环节中，特斯拉可以实现降低7%的成本。
电池工厂和产能
上面我们简单介绍了全新电池的黑科技，厉害是厉害，但是特斯拉得把它完完全全的生产出来才能兑现开篇所说的结果。不过特斯拉在这方面确实不是空口白说，它在2019年收购的?Maxwell，有着深厚的技术积累和众多的专利技术。据说，新电池已经开始在一家工厂生产，一年的时间就能够达到10千兆瓦时的产能。特斯拉还表示仅需?1?条新生产线，设计产能就高达?20GWh，并且可以提供7倍的产线输出。
电池工厂
除此之外，生产出来的电池需要确保充好电才能装车交付，特斯拉同时还设计了全新的充电设施，号称可以减少86%?的队列成本，75%?的碳足迹。所有这些设施加持下，新的生长线产量是过去的（2018?年?gigafactory）?6.6?倍，同时每?GWh?生产成本能够减少?75%，每?GWh?碳足迹仅有?1/10。我们把范围放大到10年以后，特斯拉的是?2022?年达到?100GWh?的电池产能，2030?年达到?3TWh，这雄心壮志绝非一般人能有。
对于此次特斯拉发布的全新电池技术，我们也找到了业内主流电池研发的工程师进行了咨询。而从电池技术的专业角度来看，46800电池颠覆了目前锂电池的设计，并且综合了锂电池和超级电容器两者的优势，加之取消了传统的极耳设计，随着内阻降低，电池在工作时的发热量也会减少，其电池的安全性能会再度提升。不过圆柱形电池对pack成组工艺要求很高，这是特斯拉将要面对的一个重要考验。
对于特斯拉最新发布的电池技术能否被***的问题，工程师的回答也相对保守，他表示短时间内应该不会有厂家会去***和模仿特斯拉的电池方案，因为特斯拉的电池方案有其特殊性，可能应用在他们自己的产品上还可以，短时间很难应用到其他家产品当中，至于特斯拉的电池方案是否会改变现有动力电池技术方向，工程师表示从目前来看还很难说。
纵观整个特斯拉电池日，特斯拉提出的全新电池解决方案，是从电芯设计、正/负极材料、电池工厂乃至车辆整合全流程降低电池生产成本，同时进一步提升了电池的性能。相关数据统计，在一系列电池技术的革新之后，特斯拉动力电池的成本将会控制在100美元/kWh上下，而相比于其他几家动力电池制造商，目前松下动力电池的成本约为111美元/kWh左右、LG化学电池成本约为148美元/kWh左右，宁德时代的成本则在118美元/kWh左右，特斯拉目前的电池成本在业界属于最低水平。
当电池的成本降低，随之而来的便是售价更低的全新车型。在电池日上，埃隆·马斯克也宣布售价在2.5万美元左右的全新车型将在2022年量产。新车将搭载最新的电池技术，只不过在新车量产前，特斯拉需要解决的还是全新电池的产能问题。
总结：
对于此次的特斯拉电池日，硅谷钢铁侠埃隆·马斯克不仅仅提出了纯电动车最新的电池解决方案，更是加速了动力电池工厂的技术革新，在汽车制造厂商逐步进军零部件研发中后，作为曾经的供应商将加速自身技术的发展和变革。相信在此之后，纯电动车的动力电池技术将会迎来一波新的技术革新浪潮。
不过随后马斯克也表示，本次电池日活动中所展示的部分技术只是接近于可用的状态，但是目前仍然无法大规模的生产，特斯拉已经在加州设立了一个实验工厂，来解决目前存在的那部分技术问题。最后我们用马斯克的一句话，来结束今天的话题：“为了未来的可持续化发展，我们正在涉足电池生产，过去我们为了造出最好的车，建造了现在的工厂与设备。现在，为了生产电池，我们也将做出同样的事。”
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
特斯拉自产电池的秘密：布局5年，用成本碾压同行！产线正在搭建
其实要回答这个问题，我们首先需要了解一下什么叫做无钴电池。所谓的无钴电池就是在生产电池中并不含有钴元素，而就目前纯电动汽车所搭载的磷酸铁锂电池和三元锂电池来说，磷酸铁锂电池并不含有钴元素，所以算是无钴电池的一种。相比含有钴元素的电池来说，无钴电池生产成本更低，这样有利于降低整车的售价，而这也是特斯拉看好无钴电池的原因之一。
就无钴电池的一种-磷酸铁锂电池来说，近几年技术上也取得了较大的进展。比如在中国电动汽车百人会上，比亚迪称旗下的刀片电池即将量产。而根据比亚迪官方消息，刀片电池就是超级磷酸铁锂电池，通过结构上的改变降低了生产成本，提高了能量密度，电池体积比能量密度将提升50%，和目前主流的三元锂电池相比不相上下。
根据比亚迪刀片电池的长电芯方案，将电芯进行了扁平化设计。比亚迪专利显示，刀片电池长度最长可以达到2500mm，是传统普通磷酸铁锂电池的10倍以上，这样就可以提升电芯的重组效率，达到提升能量密度的作用。
除了比亚迪旗下的刀片电池之外，宁德时代其实早在德国法兰克福国际车展上就推出了全新的CTP电池开发平台，而该技术就是把电芯直接集成到电池包上，提升电池包的空间利用率，减轻了电池包的重量。所以对于目前的电池来说，就可以降低生产成本，提高能量密度，而在能量密度方面从140.19Wh/kg提升到了约178.1Wh/kg。
不过需要注意的是，不论是比亚迪的刀片电池还是宁德时代的CTP技术，均属于电池的结构性变化，并未涉及到材料的革新。另外，特斯拉虽然在和宁德时代进行相关电池方面的谈判，但是也在2月21日称“无钴，不代表一定是磷酸铁锂。”所以，电池行业究竟如何发展，我们还是需要拭目以待。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
车东西
文?|?Bear
导语：借着电动汽车的行业大潮，动力电池产业迅速崛起，全球已形成中、日、韩三国企业争霸，松下、LG、宁德时代等巨头分庭抗礼的行业格局。
表面的平静背后，新一轮巨变正在酝酿之中——固态电池即将掀起新一轮技术变革浪潮、动力电池白名单去除后日韩企业重回中国市场、全球车企与零部件巨头们也纷纷涉足电池产业，一场大变局即将上演。
为此，车东西特推出《动力电池大变局》系列报道，详解全球动力电池产业的风云变幻，本文为系列报道之一。
特斯拉自产的动力电池终于来了，马斯克的野心从电动汽车产业涌向了动力电池产业，新的血雨腥风将拉开序幕。
今日，据外媒electrek报道，特斯拉的“Roadrunner”动力电池自产正式启动，位于美国弗里蒙特大沙漠内的工厂，一条属于特斯拉自己的动力电池生产线正在成型。
整件最值得关注的焦点在于，达成规模化生产之后的特斯拉动力电池每度电仅需100美元（约合人民币701元，指每kWh容量电池价格），而根据投资机构瑞银公布的数据，松下当前动力电池每度电的成本约为111美元（约合人民币772元），而宁德时代动力电池的成本则为每度电150美元（约合人民币1042元）。
特斯拉进入动力电池产业的第一件事，就是打掉动力电池产业的价格“底裤”。
▲外媒报道特斯拉正在弗里蒙特工厂建造电池生产线
但除此之外，马斯克的这场动力电池“闪电战”还将在汽车产业与动力电池产业同时掀起浪潮。更多拥有资本与技术的车企在特斯拉的号召下，将会涌入动力电池市场，冲击当前的动力电池产业格局。
在这样关键的节点上，我们有必要找到特斯拉如何突破动力电池产业技术壁垒，一步一步解决电池研发，并最终具备电芯生产能力的秘密。
车东西通过对特斯拉五年以来的投资布局、技术研***况与产业链布局进行梳理，找到了其中的答案。
一、耗时五年?三元锂电之父助力特斯拉自产电?
2020年2月12日，外媒electrek曝料称，特斯拉正在美国弗里蒙特工厂搭建一条动力电池生产线。一时间，特斯拉自产动力电池的消息公之于众，引发了业界震动。
但若非此次媒体曝光，恐怕没有人能想到特斯拉自产动力电池的速度如此之快。
原因在于，与其他大张旗鼓进军动力电池产业的车企不同，特斯拉在这一领域的布局简直可以用低调来形容。
自2015年以来，特斯拉与动力电池相关的投资仅有三笔，分别是对达尔豪斯大学杰夫·戴恩研究小组（Jeff?Dahn?Research?Group）的5年赞助、收购电池技术公司Maxwell以及收购电池制造设备公司Hibar。
三笔投资中，特斯拉仅披露了收购Maxwell的金额——2.18亿美元（约合人民币15.27亿元），另外两笔投资的金额与具体细节均未公布。
但正是这三笔投资，凑齐了特斯拉自产电池所需的关键技术——动力电池的电极、电解液、隔膜、电池壳体以及电池的制造工艺。
特斯拉在动力电池领域的布局始于2015年。
以领先于业界的三电技术立身的特斯拉不甘于在动力电池领域受制于松下，更何况彼时松下动力电池的产能爬坡速度远不如特斯拉汽车生产线的产能爬坡速度。
马斯克有预见性地意识到，松下可能会成为特斯拉迈向年产百万辆电动汽车的最大阻碍（随后事实如其所料，2018年松下的动力电池产能限制了特斯拉Model?3的量产速度）。
于是，马斯克动起了自产动力电池的念头。
2015年，马斯克找上了专注于锂电技术产业化的杰夫·戴恩团队，希望为其提供“数额可观的5年的研究经费”（the?substantial?5-year?funding?package），让其为特斯拉研发寿命更长、成本更低、能量密度更高的锂离子电池。
▲杰夫·戴恩研究小组
杰夫·戴恩团队是加拿大顶级大学达尔豪西大学内一支专注于锂离子电池技术研究的团队，自2008年开始研究锂电池产业化项目。其官方网站显示，该团队目前拥有30人左右的规模，共计发表论文600余篇，在重量级期刊JES与JPS上均有论文发布。
有外媒评价，该团队是目前锂电池领域研究实力最强的团队之一。
杰夫·戴恩本人更是通过精确限定镍钴锰材料中镍的含量，使三元复合正极材料成功实现规模商业化，成为了业界公认的三元材料技术真正的开创者和发明者。
▲杰夫·戴恩
一边是急于自研自产动力电池的特斯拉，一边是希望并且擅长将技术产业化的杰夫·戴恩团队，双方一拍即合。
同年6月16日，杰夫·戴恩团队所在的达尔豪西大学与特斯拉共同宣布，杰夫·戴恩研究小组的合作伙伴将在2016年6月，从3M?Canada转移到特斯拉，并与特斯拉达成独家合作协议。
达成合作协议之后，杰夫·戴恩老爷子一***坐进了特斯拉的前备箱，比出两个大拇指，兴奋之情溢于言表。
▲杰夫·戴恩
在此之后，杰夫·戴恩团队持续在新型锂离子电极材料、锂离子电池故障机理诊断、电解质添加剂、钠离子与锂离子电池安全性基础研究以及电池研究理论/建模方面持续取得突破。
去年年底，来自杰夫·戴恩团队的论文显示，其新研发的动力电池循环周期可达到5000次左右，对应电动汽车行驶寿命超过100万英里（约为160万公里），这项专利目前已经为特斯拉所有。
而近期外媒electrek又曝出消息，称杰夫·戴恩团队的研究成果将使特斯拉的动力电池成本达到100美元/kWh（约合701元/kWh）。对比投资机构瑞银给出的数据，松下动力电池的成本约为111美元/kWh（约合771元/kWh）、宁德时代约为150美元/kWh（约合1042元/kWh），特斯拉目前的电池成本在业界属于最低水平。
据了解，杰夫·戴恩团队还在帮助特斯拉完成能量密度500Wh/kg的高镍三元锂电池的研发，目前已初具成果。
可以说，2016年以来，杰夫·戴恩团队为特斯拉自产电池项目贡献了众多底层的技术专利与经验积累，完善了特斯拉从电极、电解质到电池壳体环节的大部分技术链条。五年时间，杰夫·戴恩团队也确实完成了签约时对特斯拉许下的诺言——帮助特斯拉提升动力电池循环次数、降低动力电池成本、研发高能量密度动力电池。
这笔投资对于特斯拉而言，物超所值。
二、收购Maxwell?干电极技术提升动力电池能量密度
2016年之后，马斯克转身扎进了特斯拉Model?3的产能地狱，再无闲暇顾及动力电池产业的布局，以至于2017年、2018年2年时间里，特斯拉在动力电池产业并没有大的动作。
但时间来到2019年，一件事情为马斯克敲响了警钟。
2019年2月，特斯拉2018年财报发布的电话会议上，马斯克指出，超级工厂电芯产能的不足是限制特斯拉Mode?3产能的最大桎梏。
2019年4月，马斯克再度发推表示，“超级工厂的电芯产能只有24GWh，从7月份开始一直限制Model?3的产能，在产能到达35GWh之前，特斯拉不会再投钱进去。”
来自松下的产能限制，使得马斯克再度意识到了动力电池的重要性，他开始加速特斯拉在动力电池领域的布局。
2019年5月，特斯拉以2.18亿美元（约合人民币15.27亿元）的价格收购电池技术公司Maxwell，溢价幅度达到55%。
之所以如此迫切地拿下这家公司，是因为特斯拉看中了Maxwell的干电极技术与超级电容技术。
▲Maxwell干电极技术介绍
传统的电极制备工艺属于湿电极工艺，制造过程中，需要将正负极材料加入溶剂中，对电极片材料进行涂覆。
这种制造工艺的优势在于生产工艺验证时间长，电极质量稳定，但溶剂的特性决定了这种电极涂覆的方式生产的电极较薄，能量密度受限。
同时，生产过程中，需要对溶剂进行蒸发，这一部分生产工艺会产生一定程度的环境污染。
而无溶剂的干电极生产工艺则是将活跃的正负极材料混入黏性物质中，使得正负极材料自身“原纤维化”，形成自支撑膜，牢牢地粘着在电极片上（原理类似于脚底牢牢粘上的口香糖）。
这种生产工艺可以制备更厚的电极，使得电池的能量密度得到大幅提升。目前，使用该工艺制成的三元锂电池电芯能量密度大于300Wh/kg，电芯单体能量密度最高可实现500Wh/kg，同时获得更大的放电倍率。
与此同时，干电极的另一大好处，就是可以在电池使用之后，持续为其补充锂金属，弥补电池的容量衰减；而用湿电极法制备的电极，补充锂金属和混有锂金属的碳不能很好地彼此融合，通常会伴有烟雾、火苗和噪音等强烈反应。
此外，干电极的制作流程不需要进行溶剂干燥步骤，降低了生产成本与时间成本，也降低了环境污染。
另一项超级电容技术，则可以用作能量回收过程中的快速储能装置，其能耗远小于将回收的动能重新储备到电池中。
而在急加速过程中，超级电容器能够实现大功率放电，避免动力电池直接大功率放电产生锂晶枝，对电池结构造成不可逆的损伤。
超级电容技术的另一大优势，就是工作温度范围大，大部分电池的工作温度需要维持在20℃-40℃之间，对外界环境温度要求较为苛刻。而超级电容的工作温度在-40℃-80℃之间，可用于冬天车辆起步与动力电池的加热。
干电极技术为特斯拉自产电池提高了能量密度，而超级电容技术能够在特定场景下为电池提供作用，二者结合或许是特斯拉将来会用的“混动”方案。
三、收购电池生产设备商Hibar?为自产电池铺路
投资杰夫·戴恩团队，收购Maxwell都是为了掌握最新的电池技术，掌握技术之后的关键就是将其量产。
2019年10月，有媒体发现，加拿大精密设备公司Hibar突然出现在特斯拉旗下，成为了特斯拉的控股子公司。
特斯拉收购Hibar属于秘密进行的项目，其收购日期、金额、合作细节均未透露，但可以明确的是，收购Hibar意味着特斯拉的自产电池项目仅差临门一脚。
Hibar以生产高精度定量注液泵、注液生产系统、自动化电池制造和工艺设备闻名，产品线覆盖了完整的电芯生产流程。
▲Hibar产品一览
在过去的40年时间里，Hibar已经成为了电池行业里一次电池及二次电池生产线的首选供应商。
投资杰夫·戴恩团队让特斯拉拥有了自研动力电池的技术人才，收购Maxwell使得特斯拉掌握了动力电池领域最前沿的技术，而收购Hibar是特斯拉自产动力电池项目的最后一环，至此，特斯拉形成了从技术研发、样品验证到大规模量产的全面布局。
四、自产电池寿命将达100万英里?最大能量密度可达500Wh/kg
虽然特斯拉已经拥有了电池的研发、验证与量产的能力，但实际产品将能够达到什么样的效果呢？
目前其电池生产线还未投入实际使用，想从产品出发进行分析不太现实。我们可以换一个角度，从特斯拉目前拥有的技术实力，来推断其自产电池的技术指标。
1、电极
从电极角度来看，特斯拉自产的电池有很大可能性会用已收购的Maxwell的干电极技术，该技术目前在三元锂电池领域能够实现的单体电芯能量密度为300Wh/kg，最大能够达到500Wh/kg。
现阶段，业界仅有松下的NCA?811三元锂电池以及宁德时代的NCM?811三元锂电池可在电芯能量密度达到300Wh/kg。
与此同时，上文提到，干电极技术能够实现将锂金属补充到负极内，以弥补充放电过程中，锂离子在负极、电解液中的消耗。
而此前，Maxwell有一项待审专利正是将锂离子补充至电池负极，这项专利技术将能够有效缓解电池在使用过程中的容量衰减问题。而随着特斯拉完成对Maxwell的收购，这项专利技术也自然转移到了特斯拉的名下。
▲Maxwell待审专利
在成本方面，由于省去了干燥步骤，整个电芯生产环节成本大约可下降10%-20%。
2、电解质
在电解质方面，受特斯拉资助的杰夫·戴恩团队近期在知名期刊JES上发表了两篇论文，讲述了他们在电解质方面取得的进展。
其中一篇名为《二恶唑酮与亚硫酸亚硝酸盐作为锂离子电池电解液添加剂》。
论文中提到，杰夫·戴恩团队对近期开发的新型电解质添加剂MDO以及另外两种添加剂PDO和BS进行了高温高电压与长期循环性能的测试，载体为NCM523三元锂电池。
为进行该项测试，团队将三种添加剂分别进行了单独与混合添加，不同的实验组合置于不同的温度、电压下进行测试，得出了不同的循环性能。
实验结果表明，添加了MDO、PDO电解质添加剂的电池均在石墨负极表面形成了SEI层（对负极起到保护作用），而添加了BS电解质添加剂的电池则没有形成SEI层。
通过长时间电池循环性能测试，2%PDO+1%硫酸乙烯、2%PDO+1%二氟磷酸锂的电解液添加剂组合在所有实验电解质添加剂的表现中最优，在经过800次放电循环后，电解质中留存的添加剂浓度依然大于90%。
▲实验结果，（b）（c）中最高的两条分布点分别为2%PDO+1%硫酸乙烯、2%PDO+1%二氟磷酸锂的电解液组合
在这一研究成果的基础上，杰夫·戴恩团队在去年6月又发布了一篇名为《出色的锂离子电池化学性能的广泛测试结果，可作为新电池技术的基准》的论文。
这项实验同样是对NCM523三元锂电池进行了不同的电解质添加剂测试。
实验结果显示，分别向电解质中添加2%碳酸亚乙烯酯+1%硫酸乙烯、2%氟代碳酸乙烯酯+1%二氟磷酸锂、1%二氟磷酸锂这三种电解质添加剂组合，能使电池循环寿命有效增长。
▲实验结果，紫色、绿色与红色线条为测试结果，另外两条为对照组
其中，添加了三种电解质添加剂组合的电池普遍在3000次充放电循环之后，还能保持85%以上的电池容量，有一组甚至在经历了5000次充放电循环之后，仍然保持了90%以上的电池容量。
而另外两组对照组的电池则在1000次左右的充放电循环之后，电池容量分别衰减到了50%左右的水准。
如果以5000次充放电循环次数作为电池的平均循环寿命，以特斯拉Model?3?EPA续航里程322英里作为单轮充放电的续航里程，那么在该电池组的有效生命期内，一辆特斯拉Model?3的行驶里程将会超过160万英里（约合257万公里）。
不过据特斯拉公布的专利显示，目前他们保守估计该电池的使用寿命在100万英里（约合160万公里），一般纯电动汽车所装配的三元锂电池理论使用寿命仅有40万公里-50万公里，特斯拉新电池的使用寿命大约是目前三元锂电池的3-4倍。
值得注意的是，杰夫·戴恩团队为特斯拉进行的研究是以NCM三元锂电池为基础的。因此从电解质添加剂与其适配电极的角度出发，特斯拉未来自产的电池极有可能是NCM三元锂电池而非NCA三元锂电池，该电池的最大循环次数可能逼近5000次，对应车辆的行驶里程可能会达到100万英里（约合160万公里）。
3、超级电容器
除了动力电池本身，收购Maxwell还为特斯拉带来了超级电容技术。
马斯克曾在媒体访中透露，在大学期间，他就对超级电容技术充满兴趣，一度想进行研究。现在，这个超级电容的粉丝终于能够如愿以偿。
超级电容本质上是不同于动力电池的另一套储能方案，对比动力电池，其不足之处在于储能性能有限。
但其长处也非常明显，超级电容的充放电功率很大，并且能量损耗小，既能够高效率进行动能回收，在车辆急加速时也能够瞬间释放大功率电流，减轻动力电池工作压力。
与此同时，超级电容的工作温度区间为-40℃-80℃，能够适应一般电池难以适应的极端环境。
可以说，超级电容具备与动力电池互补的潜质。在车辆正常行驶时，动力电池提供主要电力，当车辆需要急加速、进行动能回收、在寒冷地带起步时，超级电容为车辆提供电力。
当自产电池项目落地后，特斯拉有可能会为车辆同步配备超级电容器，形成全新的动力电池+超级电容“混动系统”。
综合上述三方面来看，特斯拉自产的动力电池极有可能是NCM三元锂电池，第一代电芯产品的能量密度可能会在300Wh/kg左右，后续会逐步攀升至500Wh/kg。
其电解质添加剂可能会选用2%碳酸亚乙烯酯+1%硫酸乙烯、2%氟代碳酸乙烯酯+1%二氟磷酸锂、1%二氟磷酸锂这三种电解质添加剂组合中的一种，得益于优异的电解质性能，其电池的循环寿命将能够达到100万英里（约合160万公里），超过目前所有的动力电池循环性能。
不仅如此，超级电容技术也可能会被特斯拉投入应用，作为动力电池的能源。
五、从供应商变迁史?看特斯拉自产电池的六大意义
特斯拉首条动力电池生产线的搭建，意味着这家车企在动力电池的供应链上走出了新的一步。
自特斯拉推出首款车型Roadster以来，这条战船就与全球锂电巨头松下牢牢地捆绑在一起。据了解，特斯拉首批100辆Roadster全部用了松下的18650圆柱形电池。
后续推出的第一款面向大众的量产车型Model?S，更是让特斯拉与松下开启了长达7年的独家供应关系。
在此期间，双方在美国佛罗里达州的沙漠中，建起了一座产能达到35GWh的动力电池工厂，也是如今世界上产能最大的动力电池工厂。
▲特斯拉Gigafactory?1
在马斯克的设想中，这座工厂最终将能够实现50GWh的年产能，撑起特斯拉年产百万辆电动车的远大愿景。
但事与愿违，一边是产能疯狂爬坡，电池需求迅速上涨的特斯拉；另一边是即使出现亏损，也仍在扩大生产线，招收更多员工的松下。
双方没有达成供需同步攀升的微妙平衡，特斯拉的电池需求缺口越来越大，最终在2018年财报发布的电话会议上，双方矛盾爆发。
马斯克指责松下的动力电池产能迟迟跟不上，限制了特斯拉Model?3的产能爬坡，如果松下不能按照约定将合资工厂的电池产能提升至35GWh，特斯拉就将停止对合资工厂的投资。
2019年第三季度，双方的合资工厂动力电池产能虽然达到了35GWh，但松下也冻结了进一步提升合资工厂产能至50GWh的。
自2013年展开合作以来，特斯拉与松下之间的关系第一次接近“冰点”。
此次之后，虽然特斯拉与松下仍然维持着动力电池的供应关系，但特斯拉也开始寻找新的动力电池供应商。借着特斯拉上海工厂投产这一机会，LG与宁德时代被特斯拉纳入其供应商名单。
2020年1月30日，特斯拉正式宣布与LG化学、宁德时代达成动力电池供货协议。
此外，路透社还报道，特斯拉正在与宁德时代就“无钴”电池进行进一步商谈，特斯拉未来很可能会使用宁德时代生产的“无钴”电池。
▲路透社报道，特斯拉正在与宁德时代商议无钴电池合作
到目前为止，特斯拉的动力电池供应链条已经从松下独家供应，转变为LG化学、宁德时代、松下三家同步供应。在特斯拉自产的动力电池完成供应后，这条供应链也将被纳入特斯拉的动力电池名单。
特斯拉已经正式从松下独家供应动力电池的“单极时代”，走向多供应商供应动力电池的“多元时代”。最终可能形成以自产电池为主，购电池为辅的动力电池供应链条。
对于特斯拉而言，这一时代的到来有着三大意义：
1、动力电池降本增效，坐拥多家动力电池供应商的特斯拉，对供应商将拥有更强的话语权，势必会在动力电池购价格上加大压价力度。
同时，自产的动力电池生产线投产后，特斯拉的动力电池成本将会低至100美元（约合人民币701元），比松下的动力电池成本还要低10%，特斯拉的成本优势更加明显，旗下车型或将进一步降价，更大规模的扩张销量。如果使用干电极技术进行动力电池生产，特斯拉动力电池的生产效率也会有小幅提升。
2、助推产能增长，到目前为止，特斯拉共拥有两座整车生产工厂，一座位于美国加州弗里蒙特，目前处于满负荷运转；另一座位于上海临港，目前产能15万辆/年，目标产能为50万辆/年，还有较大幅度的产能爬坡空间；还有一座规划中的工厂位于德国柏林，目前正在建设当中。
就目前情况来看，特斯拉与松下的合资电池厂供给美国本土工厂已然供不应求，中国工厂与未来的德国工厂势必需要新的动力电池供应商来提供动力电池。供应商足量的动力电池供应才能够推动特斯拉产能增长，最终在2022年实现年产100万辆特斯拉的目标。
3、满足百万辆Robotaxi的需求，马斯克曾经夸下海口，表示2020年将会有100万辆特斯拉汽车上路成为Robotaxi，暂且不论自动驾驶技术是否可行，以目前的电池技术来看，这一目标很难实现。
目前动力电池的循环次数大多在1000次左右，对应使用寿命大约为20万英里（约合32万公里），这一续航寿命对于普通家用完全足够，但对于需要24小时不间断运行的Robotaxi而言，却显得捉襟见肘。
特斯拉自产动力电池，正是为了解决这一难题，上文我们已经提到，特斯拉最新的专利显示，他们完成了100万英里（约合160万公里）续航寿命的电池研发，拥有超长续航寿命的动力电池将能够满足特斯拉Robotaxi运行的要求。
对于整个动力电池行业而言，特斯拉自产动力电池也有着深远的意义：
1、特斯拉作为电动汽车领军企业，进军动力电池产业这一行为，将会带来模仿效应，未来更多大型车企在转型电动化的过程中，可能会考虑自产动力电池以满足自身需求。对于车企而言，电动时代的核心——三电技术，必须要握在手心。
2、车企进军动力电池，意味着动力电池供应商们原本的客户流失，动力电池供应商的利润空间受到压缩。在与车企的博弈中，动力电池供应商将想方设法降低动力电池成本，提高动力电池性能。
3、新能源供应链结构可能发生改变，在车企自产动力电池的过程中，原本隔着动力电池供应商的材料供应商们，将能够直接与车企产生联系。产业链条减少，意味着产业结构进一步优化。
结语：掌握电池后的特斯拉将更加强大
特斯拉弗里蒙特工厂的第一条动力电池生产线正在搭建，投产指日可待，马斯克酝酿了5年的自产动力电池终于进入了产出结果的阶段。
掌握动力电池后的特斯拉，从各个角度来看，都将变得更加强大。
在供应链端，追求降本的特斯拉，一旦实现了自产动力电池的目标，对其他供应商的动力电池购需求势必会相应减少。特斯拉的动力电池供应商们将会展开价格战，而在这场价格战中，特斯拉将享有绝对的主导权。
在电动汽车产品端，特斯拉自产的动力电池很有可能比目前市面上的大多数动力电池性能优异，将会拥有更长的使用寿命，更少的容量衰减，从而大幅提升特斯拉车型的保值率。
不过对于特斯拉而言，实现量产仅仅只是自产动力电池这一伟大愿景的第一步，后续动力电池的产能建设，对其而言才是真正的挑战。
在中国，动力电池产能的建设成本约为4-6亿元1GWh，而在美国，这一成本只会更高。特斯拉如果想要真正建成成规模的动力电池生产线，后续至少需要在动力电池项目上投资数百亿元。对于特斯拉这样刚刚盈利，现金流无比宝贵的公司而言，这笔投资将会造成庞大的压力。自产动力电池，对于特斯拉而言，仍然任重而道远。
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