马斯克：下一步我干啥，你猜

此外更重要的是，从Model S到Model 3的电池包变化就能看出，特斯拉也在采用类CTP技术。需要说明的是，几乎所有电动车所采用的电池包，无论是圆柱形电池，还是方型电池和软包电池，全部都是由单个单芯（Cell）组成电池模组（Module），再整合入电池包（Pack），这种方式具有维修时可以单独换某一个模组、便于工厂生产等优点，但缺点也很明显，由于模组的存在，所以会导致更多的结构增加重量和占用体积，由此导致整个系统的能量密度下降。所以特斯拉在后来设计Model 3时，就简化了模组的存在，由原来Model S的15个模组（另一个版本16个模组），简化为了Model 3仅有的4个模组，由此大大提高了整套系统的能量密度。

（Model S电池包）

（Model 3电池包）

马斯克在今年1月参加Third Row Tesla的播客节目时，曾提到设计Model S时考虑了维修便捷以及更换电池包等因素，所以将电池包设计为多模组，而现在Model 3不能便捷更换电池包，加之整个电池和电池系统技术逐渐成熟，未来将会考虑CTP技术，将电芯直接装入电池包进行统一管理，从而进一步提升系统能量密度。

（特斯拉在2013年展示的Model S换电技术，后来并没有推向市场，但在展示阶段，换一次电池总共花费1分35秒）

这种趋势是全行业的，比如宁德时代在2019法兰克福车展展出的CTP技术，比亚迪在去年年末展出的"刀片"电池技术，全部都是从电池包角度入手，在电池技术本身没有突破性进展时，通过结构设计入手，在保证安全、性能的同时，通过提高电池包中电芯的占用率，从而提高整套系统的能量密度。

（宁德时代CTP技术）

（比亚迪"刀片电池"CTP技术）

根据宁德时代的说法，采用CTP技术后，其电池包的零部件数将减40%，系统能量密度未来将会提升到200Wh/kg左右，按照特斯拉目前Model 3的75kW·h（实际容量在80kW·h左右）电池包，同样重量（477.3kg），如果搭载宁德时代CTP电池包后，其总能量将提升至95kW·h左右（实际容量）。

此外LFP锂电池中，不仅几种元素都非常丰富，且相比于三元锂电池，毒性低很多。最重要的是LFP锂电池价格相对较低，因为近几年三元锂电池的需求暴增，和沃特玛的暴雷，导致库存量激增，从而使得LFP锂电池的价格陡降。

根据GGII数据，三元与铁锂PACK的不含税价格为0.83、0.75元/Wh，而到2020年，根据CIAPS数据，三元与铁锂PACK的不含税价格已下降至0.77、0.64元/Wh，而三元与铁锂电芯的价格已下降至0.64、0.51元/Wh。铁锂当前单位价格低于三元15%以上。根据中金公司研究部对宁德时代成本的测算，材料价格导致的正极成本下降与更简单的热管理、BMS导致的电池包环节成本的下降使得宁德时代当前三元成本较铁锂低20%以上。

不仅如此，LFP锂电池还有一个重大优势，那就是LFP锂电池安全性和寿命要高于三元锂电池。

三元锂电池中，之所以特斯拉采用NCA锂电池，是因为虽然相较于NCM锂电池来说，安全性稍差一些，但其优点也很明显，能量密度高、寿命长、充放电性能好（动力、快充等方面）；而LFP虽然能量密度不如三元锂电池，但寿命较长，一般的三元锂电池充放电寿命在1500~2000次之间，而LFP锂电池则能做到4000次左右的循环寿命；另外电池安全中最关键的热失控问题，在三元锂电池中一般为200~300度，而LFP锂电池则为350~500度。

毫无缺点的LFP锂电池？

如果对锂电池稍作了解，或者看过笔者那篇2019年诺贝尔化学奖文章（200年电池进化史）的，就会发现对锂电池做出巨大贡献的约翰·B·古迪纳夫（John B.Goodenough），不仅极大推动了锂化合物在锂电池中的发展，他还在锂电池方面做出了更多的贡献。

1997年，一方面由于钴酸锂结构在长时间使用后会发生"崩塌"，造成性能下降，另一方面钴矿石非常昂贵，导致其成本太高。75岁的古迪纳夫又发明出了LFP锂电池，震惊了世界，而当古迪纳夫90岁之时，他又做出了另一个决定，研究全固态电池技术……

或许从上文分析中你会觉得LFP电池好像除了单体电芯能量密度稍低之外，似乎一切都很完美，那么从1997年就研发成功的LFP电池，为何迟迟没能被电动车采用呢？

LFP电池并非没有被采用，而是因为其安全性和寿命长，被广泛用于公共交通序列的电动车，但也因为其能量密度差的原因，迟迟不被家用车所青睐，只能用于固定线路的大巴等车辆。

上文说系统能量密度似乎已经不弱了，但是未考虑振实密度问题，也就是单位体积下的能量数，特斯拉Model 3所采用21700三元锂电池（NCA）其单体单芯振实密度能达到773Wh/L，即便是一般的三元锂电池单体单芯也能做到500Wh/L左右，而LFP锂电池单体单芯则平均在210Wh/L左右。

(一般情况下，LFP、NMC、NCA锂电池能量密度、振实密度和标称电压)

（编辑：应用网_阳江站长网）

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