来源：cnbc，作者：Tim Mullaney 

汽车工业的未来可能会归结为一个字母R所带来的差别，比如特斯拉等公司生产的电动汽车中的锂离子(lithium-ion)电池与即将上市的锂铁(lithium-iron)电池之间的差别。

埃隆•马斯克(Elon Musk)的特斯拉一直在谈论新电池技术的开发，作为该公司面向投资者的第一个电池日(Battery Day)的准备工作的一部分，华尔街则在讨论下一代电池可能带来的新变化。预计未来几年，使用锂离子电池(也是手机里用的电池)的汽车将让位给使用磷酸锂铁和其他化学物质制造的汽车和卡车。这将降低成本，将汽车续航里程延长至400英里(约644千米)或更多，并使电池续航里程达到100万英里(161万千米)。

降低特斯拉自身成本、促进电动汽车的大规模普及，仍是特斯拉的关键优先事项。周一，马斯克向员工传达的信息也印证了这一点，他表示，现在实现收支平衡将是一项挑战。

分析人士说，新技术将改变拥有一辆汽车的体验，无论是特斯拉还是通用汽车等竞争对手生产的汽车。通用汽车也在研发新的电池技术。尤其值得一提的是，即将上市的电池寿命极长，这可能意味着电池的价值可以在车主换车时进行转售，可能用于为家庭储存太阳能电力。新一代电池的长寿命可能会让它们用于拼车行业，这些行业要求汽车能够承受近乎连续使用的冲击。

“如果你说的电池在相同的价格下可以使用两倍的时间，这完全改变了消费者的计算方式。”韦德布什证券公司(Wedbush Securities)分析师丹·艾夫斯(Dan Ives)说，“磷酸铁电池更安全，它们可以有第二或第三寿命作为电能存储。”

马斯克最近表示，特斯拉的电池日暂定为9月，而特斯拉最近也推迟了年度股东大会。最初，这两项活动都计划在6月举行。

“我们想把令人振奋的消息留到那一天，但会有很多令人振奋的消息要告诉大家。”马斯克在公司第一季度财报电话会议上表示，“我认为这将是特斯拉历史上最激动人心的日子之一。”

该公司没有回复置评请求。特斯拉外部的技术顾问、加拿大达尔豪斯大学(Dalhousie University)教授杰夫·达恩(Jeff Dahn)拒绝置评。他是特斯拉研究机构赞助的一名电池和储能专家。

加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)的材料科学家、教授雪莉·孟(Shirley孟)是该校可持续动力和能源中心的负责人。她说，减少钴的使用已经持续了几十年，特斯拉在达恩的帮助下取得了重大进展。但孟表示，用钴制造电池的主要优势之一是，它可以很容易地改造复杂的化学结构。

“如果我必须训练一个高中生来制造电池，那么钴可以让它变得简单；它总能起作用。没有钴，合成过程会变得复杂得多。”她说。

与此同时，磷酸锂铁从未被证明在电动汽车的空间限制下是有效的——它最初是为电网存储市场设计的，原因是它的能量密度。但它的化学成分适合快速充电和成本效率，因为它不依赖钴。

孟一直与主要汽车公司合作从事电池化学和开发工作，包括梅塞德斯-奔驰、通用汽车和日产——以及麦斯威尔科技公司(Maxwell Technologies)，这家电池创业公司在2019年被特斯拉收购。她说电池专家非常有兴趣学习特斯拉已经实现的突破性技术，并且她相信公司可以提升在电动汽车市场上使用磷酸锂铁方法的形象。该电池技术曾试图在菲斯科卡玛(Fisker Karma)跑车上成功实现从能源存储到汽车的飞跃，这是菲斯科汽车公司(Fisker Automotive)在2012年生产的一款早期电动汽车竞品，最终以失败告终。

“我确信特斯拉正计划将这一技术带回来。”孟说。

为什么去钴是关键

美国财务研究分析中心(CFRA)研究分析师盖瑞特·尼尔森(Garrett Nelson)说，磷酸锂铁电池的关键区别在于它们不需要使用钴，而钴是一种稀有而昂贵的元素，是电动汽车电池高昂成本的重要组成部分。

在全球经济低迷期间，钴价格大幅下跌，从2018年的每吨9.5万美元(约合人民币67万元)跌至今年的3万美元(约合人民币21万元)，但去钴仍是降低电池成本的关键。

“钴是锂离子电池中最昂贵的元素，”尼尔森说。

彭博新能源财经(Bloomberg New Energy Finance)驻伦敦的能源存储主管詹姆斯•弗里斯(James Frith)表示，将钴装罐是将电池成本降至每千瓦时100美元以下的最重要因素之一，这一门槛是将电动汽车制造得与内燃机汽车一样便宜的粗略指标。他说，如今的电池价格约为147美元/kWh(约合人民币1039元)，低于2010年的约1000美元(约合人民币7070元)和2015年的381美元(约合人民币2694元)。

特斯拉最近与大宗商品巨头嘉能可(Glencore)签署了一项新的长期协议，为其在上海和柏林的电池厂供应钴。

钴也是矿商竞相从海底开采矿产的焦点。长期以来，钴一直是大型科技公司面临的大宗商品挑战，不仅是特斯拉，还有苹果，因为苹果的手机电池需要钴。钴元素也已成为一个政治敏感问题，因为一些最大的钴供应国来自刚果民主共和国。在刚果，最近的一场国际诉讼中，苹果、特斯拉、谷歌等科技公司被指使用童工致死。

孟警告称，仅仅减少钴的价格涨幅是有限的，这是因为钴和镍之间的价差近年来已经缩小。特斯拉的主要电动汽车电池技术是NCA(基于镍钴氧化铝化学)。大多数汽车工业使用镍锰钴电池化学成分。但由于镍是这两种方式的重要组成部分，仅靠钴的减少无法推动价格的持续变化。

“很难将价格降到每千瓦100美元以下。”孟在谈到目前的镍钴化学反应时表示，“特斯拉意识到，他们无法摆脱钴。”

她说，目前的电池技术，包括镍锰合金，仍然是达到百万英里门槛的有力竞争者，但在目前的镍浓度的基础上，不可能做到这一点。目前镍的价格大约是钴的三分之一到一半。对于不需要镍或钴的磷酸锂铁，实验室研究表明，有可能将价格压低到80美元/kWh(约合人民币566元)。

特斯拉和中国市场

艾夫斯说，这些新的化学物质可能会将电动汽车电池的价格压低到每千瓦时60 - 80美元(约合人民币424元-566元)。彭博新能源财经(Bloomberg NEF)专家预计2023或2024年价格将突破100美元(约合人民币707元)，2030年将突破60美元(约合人民币424元)。

“到那时，你可以选择，要么作为汽车制造商，要么作为消费者，”弗里斯说。“你可以选择更大的电池，一次充电就可以带你走得更远。或者你可以得到一个优化的更长使用周期的电池。”

特斯拉的一个关键新兴供应商是中国电池制造商现代安培科技(Contemporary Amperex Technology, 或简称CATL)，该公司也在与大众合作。据彭博社(Bloomberg)报道，CATL的董事长最近表示，该公司已准备好制造可使用16年或120万英里(约193万千米)的电池。

今年6月，中国政府部门宣布，特斯拉已获批生产一款使用磷酸锂铁电池的特斯拉Model 3。

艾夫斯说，虽然特斯拉没有公开宣布电池供应商，但CATL电池被认为是特斯拉在中国市场上生产Model 3轿车比在美国销售更便宜的原因之一。

2019年1月7日，在上海特斯拉工厂举行的一场活动前，一条路上摆满了条幅。

其他汽车制造商也在电池方面进行创新，但还没有完全淘汰钴。

在通用汽车，新出现的电池将钴含量从18%降低到4.5%，增加了锰和镍，加上一些铝，弥补了差额。

孟指出，虽然进一步减少电池中钴的使用量并不是磷酸锂铁所带来的革命性变化，但这些努力需要数十年的尝试，通用汽车正在考虑未来几年可能实现的目标。

通用电动汽车电池首席设计师安迪•乌里(Andy Oury)在3月份的一次投资者会议上表示，钴的减量将使通用汽车突破每千瓦时100美元的门槛，同时实现灵活制造，使公司能够更好地定制电池，以满足轿车、卡车和SUV的不同需求。

“我们离电池成本曲线的底部还很远，”乌里说。

突破100美元/千瓦时关口的变化可能是戏剧性的。

彭博社的弗里斯表示，最明显的是，电动汽车的成本可能会在2023年左右赶上内燃机汽车。电动汽车最近在一些豪华细分市场已与汽油动力汽车和SUV持平。

艾夫斯说，随着行驶里程的增加，电动汽车也可能变得更有用，而且更有价值，因为电池应该具有转售价值，可能用于储存住宅太阳能，因为它们的使用寿命比汽车更长。

汽车拥有率的根本变化

最激进的想法是，这些电池甚至可以通过让汽车充当机器人出租车来改变人们拥有汽车的本质——它能以比个人使用的汽车更快的速度累积乘客里程数，这是通用汽车首席执行官玛丽•博拉(Mary Barra)在3月份支持的一个想法。

但密西根安阿伯汽车研究中心( Center for Automotive Research in Ann Arbor, Michigan)的技术总监布雷特·史密斯(Brett Smith)说，这种想法，以及其他一些想法，可能都是不切实际的。

史密斯表示，机器人出租车行业——马斯克曾多次将其作为特斯拉长期愿景的核心，而摩根士丹利(Morgan Stanley)的亚当•乔纳斯(Adam Jonas)等分析师也将其视为特斯拉股票牛市的核心——更多地依赖于软件的进步，而非电池寿命。他说，只有当避开障碍物(如行人)的系统足够可靠，能够大规模运行时，机器人出租车才会对私家车的拥有率产生影响。

“实现这个目标有很多挑战，”他说。“如果能成功，那将是惊人的，但还有很长的路要走。”

此外，电池对日常司机行驶里程的影响也比多头买方认为的要小，史密斯说。和弗里斯一样，他指出，即使是新出现的化学物质，在寒冷的天气里，当汽车的加热器被大量使用时，它们的作用范围也会下降。

但史密斯说，新电池可能会在推动消费者接受电动汽车方面产生重大影响：提高消费者对电动汽车可靠性的认知，让购买电动汽车对消费者来说不再那么新奇，从而提高了电动汽车在2019年新车市场2%的份额。

这一举措可能类似于现代汽车在本世纪头十年中期推出的市场份额提升举措，当时该公司开始为新车提供10万英里保修服务。美国消费者2005年购买的现代汽车比2002年增加了近50%，到2011年，现代汽车的市场份额翻了一番。他说，百万英里电池可以帮助电动车摆脱人们对其短续航里程和更换电池成本高的担忧，正如长期保修帮助现代摆脱了质量控制不可靠的名声一样。

“这将毫无疑问地表明这项技术已经到来，”史密斯说。“现代汽车就是这么做的。”

孟警告说，与商业主管不同，科学家更喜欢少许诺，多兑现。“我看到了很多突破，我们已经领先了几步。我们有一条途径，”但她补充说，“首席执行官们相信他们可以做到大规模生产。我不确定我们已经走到了那一步。”

孟表示，在实验室中，人们越来越清楚地认识到，制造一种寿命长的电池是可能的，而下一代电池技术可以在未来五年内实现100万英里的潜力。这不仅将改变电动汽车的游戏规则，也将改变能源网存储市场——磷酸铁锂技术最初设计用于供应能源网存储。产量的大幅提高将有利于这两个市场的成本平衡。

“我们不想过度承诺，让人失望，但这真的很现实，”她说。“我希望我们能在2025年之前到达那一步。磷酸锂铁及其升级版本将在未来的电动汽车中扮演重要角色，并从根本上改变大规模能源存储。”