一直以來，特斯拉和松下對其電芯的技術(shù)都是密而不宣，很少對外展示。在今年3月份，松下北美能源公司的技術(shù)與制造主管Shoichiro Watanabe做了一份報告《Evolution of Battery Technology and Manufacturing at Panasonic》，在這個報告中，他系統(tǒng)回顧了松下在電芯領(lǐng)域的整個研發(fā)歷程，并重點闡述了當前松下鋰離子電芯的技術(shù)路線、現(xiàn)狀和未來的發(fā)展規(guī)劃，以及電芯的制造管控。

這是我們看到的第一份詳細闡述松下電芯技術(shù)的材料，這里我們單獨把技術(shù)現(xiàn)狀與規(guī)劃中的3個方面拎出來，分別為：

·  電芯總體（容量）的迭代

·  正極材料技術(shù)的迭代

·  負極材料技術(shù)的迭代

在分析這3個方面時，我會把特斯拉同時期的產(chǎn)品對應(yīng)上來，因為特斯拉在電芯應(yīng)用上的不斷提升，基本就是松下電芯的技術(shù)發(fā)展過程。

1、電芯容量的迭代

松下從1996年開始在豐田Prius車上推鎳氫電池（以PEVE這家公司供），該電池技術(shù)一直應(yīng)用到現(xiàn)在，中間盡管有鋰離子電池的方案，但鎳氫電池作為混動仍然有很強的市場需求。



從2006-2010年開始，松下開始在汽車領(lǐng)域推它的鋰離子電池，特斯拉的首款跑車Roadster就是在這個時間導(dǎo)入進來的，從2006年Roadster 1.0發(fā)布，到2007年Roadster 1.5、2009年Roadster 2.0、2010年Roadster 2.5，均是采用的松下電芯。

到2012年特斯拉Model S發(fā)布開始，松下在圓柱鋰離子電芯領(lǐng)域的發(fā)展就與特斯拉的產(chǎn)品更新保持著比較一致的步伐，所以，從下圖這張松下圓柱電芯容量的迭代過程，我們也可以反向核對出特斯拉所采用的電芯。



上圖中，我們重點關(guān)注縱軸的數(shù)值即可，這里體現(xiàn)了電芯容量的變化，由于松下對電芯的容進行了歸一化處理，我們無法直接看到電芯容量的實際值，但2017年量產(chǎn)的2170電芯，它的容量是比較確定的，為4.8Ah（數(shù)據(jù)參考：UBS:4.8Ah,a2mac1:4.78Ah，國內(nèi)某電芯企業(yè)：4.8Ah），Watanabe表示，目前應(yīng)用的是2170的三代產(chǎn)品，容量較（2017年）第一代高出5%以上，換算下來，當前的2170容量取整為5.0Ah，這也符合特斯拉Model 3/Y續(xù)航的提升。

通過縱軸的比例關(guān)系，我們可以推算出：

對于18650電芯：

·  2011年，電芯容量2.8Ah；

·  2012~2015年，電芯容量3.0Ah；

·  2015~2020年，電芯容量3.27Ah；

·  2020年~，電芯容量3.47Ah；

對于2170電芯：

·  2017~2020年，電芯容量4.8Ah；

·  2020~2023年，電芯容量5.0Ah；

·  2023年~，電芯容量5.76Ah；

根據(jù)Watanabe的說法，Model S目前使用的18650電芯處于自2011年以來的第4代；2170電芯處于第3代。

2012年首批上市的60kWh Model S電芯的容量大約是3.0Ah，這個里卡多和寧德時代按照各自測量得到的結(jié)果都是這個數(shù)值；但在不少的場合，也有標3.2或3.1Ah（推測這些是參考了松下NCR18650B這個電芯的規(guī)格，而Model S的電芯更類似NCR18650BE，這個電芯的額定容量是3.0Ah）。

2015年，Model S有一次官方的說明，電芯加入了更多si，續(xù)航大約提升了6%，這個算下來，電芯容量大約也提升了6%，但從這個圖中，我們推算松下在這個階段容量最大提升了9%左右。

2、正極材料的技術(shù)迭代

在上一個圖，坐標的下方，我們能夠看到松下顯示的一個關(guān)鍵技術(shù)即正極鈷的不斷減少，在2011年，大約15%，2015年，大約10%，2017年，大約5%以內(nèi)，計劃在2023年實現(xiàn)無鈷。

這也正是松下正極材料發(fā)展一個主要路線，如下圖所示：



汽車用動力電芯，以NCA為主，后續(xù)超著高鎳和高鎳+無鈷的路線進行迭代；從目前松下的無鈷技術(shù)指標來看（如下），在壽命、熱溫度性和首次充放的效率方面已經(jīng)達到甚至超過了當前它的NCA量產(chǎn)水平，但這是實驗室的指標，量產(chǎn)還需要進一步地確認。



儲能用動力電芯，以NCM為主，也超著高鎳和高鎳+無鈷的路線進行迭代；

這點與國內(nèi)三元的發(fā)展路線一致。所不同的是松下還在同時研究新的正材結(jié)構(gòu)，目標是實現(xiàn)正極材料達到250Ah/kg。

3、負極材料的技術(shù)迭代

負極材料以石墨為主線，分人造石墨和天然石墨，人造石墨用于高比能領(lǐng)域，目前在行的兩個方案是石墨+SiO和石墨+Si-C，未來的方案是鋰金屬負極。



天然石墨應(yīng)用于高功率領(lǐng)域，目前在行的以天然石墨的含量比優(yōu)化和對天然石墨表面、結(jié)構(gòu)改進為主。

4  小結(jié)

從1994年松下開始生產(chǎn)電芯以來，至今它對電芯的比能已經(jīng)提高了3倍之多，除了在電芯材料上的優(yōu)勢之外，在過程管控、設(shè)備和工藝的開發(fā)，也是多年累積的經(jīng)驗所在。這些有望在它將要開發(fā)的4680電芯上得到進一步的應(yīng)用。



松下圓柱的動力電芯，幾乎全供給了特斯拉，包括車用的和儲能用的。18650電芯已經(jīng)銷售了40億顆；2170電芯自2017年量產(chǎn)以來，也累計銷售了30億顆。在過去的10多年時間，松下和特斯拉成就了彼此，隨著特斯拉在電芯及上游的不斷侵入、引入LG化學(xué)和寧德時代分攤產(chǎn)能，松下也亟需開辟新的客戶和新的電池方案了，比如方形電芯。