原標(biāo)題：特斯拉的“干電極+超級電容“是個什么鬼？ 來源：牛股小怪獸

自從特斯拉爆料要自研電池后（尤其是昨晚方向性的消息），」干電極和超級電容「組合進入了大家的視野。經(jīng)過我的觀察，我發(fā)現(xiàn)很多投資者對電容、電極和電池三者的聯(lián)系和區(qū)別還是暈暈的，這會非常影響我們對于之后投資的判斷。所以今天我就談?wù)勥@個話題，供大家參考。

在查閱資料后，我發(fā)現(xiàn)要直接分析電極、電容和電池之間就顯得比較復(fù)雜。尤其是干電極技術(shù)，現(xiàn)在能看到的比較詳盡的分析就是Randy Carlson?在?Seeking Alpha?上發(fā)表的一篇文章《關(guān)于特斯拉收購Maxwell的分析》，是其是在2019年5月特斯拉收購Maxwell時寫的分析。文中行文和技術(shù)分析非常專業(yè)，但在我看來，對投資來說的意義并不大。

作為投資者，我們最關(guān)心的就是未來可能產(chǎn)生的價值，也就這項技術(shù)能給我們帶來什么。我之前的文章從Maxwell2019年1月內(nèi)部PPT中截過一張圖，上面主要的意思是其干電池電極可以產(chǎn)生超過300 Wh / kg的能量密度，并在未來可期待500 Wh / Kg（能量密度將比特斯拉當(dāng)前的電池增加138％）。另外，麥克斯韋的干電池技術(shù)的結(jié)果將是簡化的制造過程，從而可以降低成本10-20％，并具有更長的電池壽命（最高2倍）。

這么好的東西，很多人會問了，它會不會替代當(dāng)下的鋰電池呢？當(dāng)然不是！它只是一個正極的制作工藝，而非是對電池的替代（兩種東西不在一個維度）。在有限的未來，我們看到的將是用了「干電極」技術(shù)的某種鋰電池。所以，我之前文章所說的」固體「的意思是采用干電池技術(shù)制作的電池，其負(fù)極和正極不使用溶劑（用將正負(fù)極中的一種顆粒變成一種「原纖維化」的膠狀物，使其自帶「粘性」）。打個比喻，我們在家揉面要加水，但如果不是面粉是橡皮泥呢？就不需要加水了。而電池正負(fù)極「加水」的過程需要巨大、昂貴且復(fù)雜的電極涂覆機，而且這個「水」也有毒，

而且，一旦正負(fù)極沒有了「水」，我們就可以解決另一個問題：補充為SEI膜導(dǎo)致的鋰離子的損失。技術(shù)上來看，SEI膜形成于電池第一次充放電過程：首次放電過程中從負(fù)極返回正極的鋰離子就會損失一些，也是「第一次循環(huán)容量損失」的原因之一。為了彌補這樣的損失，我們可以通過預(yù)鋰化技術(shù)對電極材料進行補鋰，抵消形成SEI膜造成的不可逆鋰損耗，以提高電池的總?cè)萘亢湍芰棵芏取５牵?fù)極的溶液會讓添加的鋰金屬鋰和與混有鋰金屬的碳（負(fù)極石墨）產(chǎn)生不好的化學(xué)反應(yīng)（容易起火），影響電池的安全性和壽命。

由此，一旦干電極技術(shù)被成功應(yīng)用到鋰電池上，鋰電池將邁出一次「固態(tài)化」步伐（半固體），成為全固體電池實現(xiàn)商業(yè)化（預(yù)計松下會在東京奧運用車上用這個概念）之前最重要的突破。它的「去溶劑化」帶來的優(yōu)點一共有三個：1.生產(chǎn)成本降低（減少機器、步驟、而且溶液有毒，不使用也可降低回收成本）2.提高能量密度3.提升安全性。Maxwell在其2017年公司年報上也明確寫了：

但最重要的是，它本身不是電池，只是增加電池或者電容安全性和性能的優(yōu)化buff！（所以不會否定電池的發(fā)展趨勢）

我們再來看超級電容，這東西就比較玄乎了。超級電容器像電池一樣都可以存儲電能，但不是通過電化學(xué)方式，而是通過靜電方式存儲電能（兩個導(dǎo)體之間夾絕緣體，中間是一個電場）。為儲存方式的不同就導(dǎo)致了這兩者在能量密度和功率密度上有著顯著的差異：鋰離子電池的能量密度通常在150至200 Wh / kg，功率密度（也就是充放電速度）在250-350 W / kg；而Maxwell目前的商用超級電容器（就是下圖的DuraBlue）能量密度為8至10 Wh / kg（約為鋰電池的5％），但是其卻具有較高的功率密度，為12至14 kW / kg（約為鋰離子的45倍）。）

低能量密度，高功率密度，這意味著什么？這意味著一種爆發(fā)力！我自己開車比較暴力，喜歡深踩油門，也喜歡各種加塞（上海生活的人大概都有這個習(xí)慣），所以我對車的提速能力要求很高。那么當(dāng)開電動車時，這樣的操作需要電池短時間內(nèi)實現(xiàn)很大的放電效率，擁有高功率密度的電容器就成為了非常好的選項。另一方面，在汽車行進過程中，動能會產(chǎn)生電能，這個時候又需要有容器在短時間內(nèi)對其進行回收，對標(biāo)的還是高功率密度。所以超級電容的主要功能就是汽車的「高速緩存」，能夠滿足「瞬時加速」和「及時回收」所需要的高功率密度要求，這便是其最大的價值所在（而且超級電容的表面積也很大，使得其相比具有很大的容量）。

除性能之外，超級電容的另一個特點就是安全。由于超級電容的充電是物理過程，不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以相比鋰電池來說使用壽命要長，一般充放電次數(shù)達(dá)到50萬次以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋰電池的水平（三元2500次，LPF5000次）。

但是，超級電容的缺陷也很明顯，就是能量密度較低，單獨使用很難滿足電動車的需要。所以，如果從應(yīng)用的層面來講，可以考慮將適度的超級電容器陣列與鋰電池組并排工作，以作為其能量的「高速緩存」，從而在硬加速或強力再生制動的短暫爆發(fā)期間減輕主電池的負(fù)載。同時，由于超級電容器的，由于超級電容的存在（可滿足「瞬時加速」和「及時回收」的高功率要求），鋰電池在使用過程中可以實現(xiàn)電池功率的平均輸出。這也可以減少鋰離子電池組的循環(huán)負(fù)載，并可能使其在未來的研發(fā)上可優(yōu)先考慮其能量密度而不是功率密度的化學(xué)性質(zhì)（只要好好地當(dāng)硬盤就可以了）。下圖就是超級電容將電能儲存于電場中的示意圖：

所以，對于「干電極+超級電容「組合，我更愿意分成兩個層面來理解：1.出于性能和安全性的考慮，未來的鋰電池和電容器將推廣使用干電極技術(shù)；2.未來電動車的動力源將會出現(xiàn)功能的分化：（1）鋰電池將扮演「硬盤」角色，致力于提升能量密度、提高電池的總續(xù)航能力；（2）超級電容將會扮演「高速緩存」角色，致力于對行車過程的電力優(yōu)化，實現(xiàn)更好的駕駛體驗。

在此猜想下，電池、電容和干電極的邏輯就形成了：干電極可應(yīng)用于電池和電容，是一種改善其性能、降低成本的生產(chǎn)工藝；而電容是對電池組的補充，為的是更好的行車體驗和延長電池的壽命。由此，「干電極+超級電容「組合可以認(rèn)為是對鋰電工業(yè)的部分升級和管理優(yōu)化，并不會對其產(chǎn)生明顯的「利好」或「利空」影響（它并未改變電池正極、負(fù)極、隔膜和電解液的主要構(gòu)成，主要供應(yīng)鏈沒有變化）。但是，如果這種組合在未來被大規(guī)模應(yīng)用，新的超級電容產(chǎn)業(yè)鏈會隨著特斯拉迎來增量市場（下圖為投資者提問）。

文章最后，我再說一些題外話。今天我看到了一些消息，說「無鈷電池」不等于沒有鈷，寧德時代2020年6月計劃推出的第三代NCM811電池符合鈷低于0.5的標(biāo)準(zhǔn)，可以視為「無鈷電池」。我看傳的版本有點多，也不知道是真是假。不過，我還是可以表達(dá)一下觀點，鈷不鈷不重要，產(chǎn)能跟得上才是王道（可以參考之前的文章，7至8GWh的中國廠需求不是蓋的）。而且，討論這個問題也意義不大，只要不持有鈷就可以了（其實動力電池的需求占比鈷總需求也不高）。我自己目前對LPF正極也沒有下單，反正都是寧德做，而且在技術(shù)革命沒有到來的情況下為什么不繼續(xù)持有大家都需要的鋰電供應(yīng)鏈呢？

編輯/jasonzeng