五钴锂电池 2023年，电车最强“三大件” 是个啥水平？

2023年，电车最强“三大件” 是个啥水平？

Hello大家好！

作为智己旗下的第三款车型，LS6堪称把硬件参数拉满了，在20-30万级的纯电SUV里，又卷出了新高度。

今天辰哥就带我们一起体验一下这款车的内外设计和空间舒适性等。另外，关于这款车三电技术的部分，我们也做了详细解读。

辰哥开箱

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三电技术解读

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“三大件”是人们在油车时代离不开的话题，一款汽车的“三大件”好坏，经常会决定它的销量。

而到了电车时代，虽然“三大件”的内核开始被三电系统取代，但它依旧是不少人买车的参考标准。

在小鹏G6率先拉开了电车“三大件”的军备竞赛后，智己LS6也不甘示弱，发布了一套惊为天人的三电系统，它的“三大件”究竟怎么样？

电池：4C超充，“不起火”

时间进入2023年下半年，在这个超充成为主流的时代，如果你的车不支持个4C超充，别人聊天你都插不进话。在这里，4指的是1/4小时，C指的是倍率，也就是说15分钟就能把一块电池充满。

智己LS6直接上车了一套宁德时代4C三元锂电池，只要5分钟就能充满200公里 。

预计电容容量最大100kWh，续航里程超700km

另外，说到三元锂，很多人都会担心它的安全问题，而智己LS6也没有谦虚，直接表示这套动力电池“无热蔓延”、“不起火”。

怎么做到的？

看到这里，你肯定会好奇，智己LS6自卖自夸得如此厉害，到底是不是有真本事？

本事是确实有的。比如4C超充这件事，靠的就是全域800V架构。

关于800V，我们之前已经介绍过很多次了《让充电和加油一样快，800V新车值得等吗？》，这次就不再赘述。简单来说，就是在电流恒定的情况下，电压越高，充电功率就越高，充电速度自然也就越快 。

而对于电池安全，智己LS6则是在电芯材料和电池包结构上下手解决。

首先是电芯材料，智己LS6并没有选择主流的NCM811，而是选择了更稳妥的NCM622 。

在这里，简单给大家解释下NCM和后面的数字是什么意思。NCM依次代表了三元锂电池正极材料中的三种元素镍、钴、锰，而后面的数字则代表具体的比例 。

比如NCM811，指的就是镍、钴、锰比例分别为80%、10%、10%。其中镍越多，电池容量就越大；钴越多，电池寿命就越长；锰越多，电池安全性就越好 。

NCM811之所以是主流，是因为能量密度能做到很高，但缺点就是牺牲了一定的寿命和安全。所以智己LS6选择NCM622，就是为了保证电池的寿命和安全 。

说完了电芯材料，再看看电池结构。智己LS6在每个电芯的正上方增加了一套喷淋系统，顾名思义，就是在检测到电芯温度过高时，用喷淋的方式给电池降温 。

另外，智己LS6也优化了电池包内的防火墙设计，而新的防火墙据说可以承受1000℃的高温至少10分钟 ，即使真的出现热失控了，也能锁定失控范围。

电机：性能超强

智己LS6的电机性能可以说是代表了当下的头部水平，首先是参数惊人，双电机版本的综合最大功率达到了579kW，零百加速最快只要3.48秒 。

其次是转速极高，LS6的电机最高转速可达21000转 ，比特斯拉还高。而LS6的极速也由此来到了252km/h。

目前国内比它更快的，只有800V“祖师爷”保时捷Taycan Turbo S、“力大砖飞”的路特斯ELETRE，以及三电机的特斯拉Model S Plaid。

怎么做到的？

电机性能强不强，主要取决于两点，其一是散热，其二是结构。

先来说散热。智己LS6的电机采用了当下主流的8层扁线发卡绕组工艺 ，这种工艺我们在之前的图文中有过介绍《究竟是什么，决定了电机的“好坏”？》，简单来说就是提升了电机定子的槽满率，由此降低发热量。

此外，智己LS6也为电机加入了油冷系统，并且值得注意的是，此次的油冷是深入到定子与转子结构内部的 ，这种技术更加复杂，但对散热的提升也更立竿见影。

然后是结构。我们知道发动机缸体有铸铁和全铝之分，电机也是一样，而智己LS6的电驱系统就用上了镁合金外壳 ，其优点是强度更高、质量更低，另外散热能力也有一定提升。

此外，高转特性也会给电机转子带来不小压力，在这里智己LS6就选择了陶瓷轴承球 ，对比传统的钢制转子轴承球，不仅重量轻了60%，也帮助转速提升了20%。

顺带一提，电机性能强，还有全域800V架构的一份功劳，原因和之前对电池的一样；此外，全域800V架构中的碳化硅功率半导体也会对提升电机转速起到帮助，这点我们下面聊。

电控：电耗更低，响应更快

说到电控系统，就要说智己LS6所谓的“双碳化硅平台”了，按照智己的描述，似乎LS6的三电系统所有的优势，都是基于它而来的。

这样理解其实也没问题，因为碳化硅功率半导体的优点确实不小，不过所谓“双碳化硅平台”其实只是一个传播层面的概念，本质上还是全域800V架构 。如果要细究的话，智己LS6“双碳化硅平台”的意思，就是其前后两个电驱系统，都使用了SiC碳化硅功率半导体。

怎么做到的？

之前我们在有关文章中介绍过，全域800V架构最大的一个特征，就是它使用了SiC碳化硅功率半导体 ，来取代原本400V架构中使用的Si硅基功率半导体。

半导体是一个非常庞大的话题，三言两语根本说不清，所以我们只需要知道，碳化硅材料拥有导电率高、导热率高、耐高温、耐高压、高频、大功率等一众优点，是全域800V架构不可或缺的一部分 。

有了SiC碳化硅功率半导体的帮助，电控系统不再需要承载大电流，不仅散热压力小了很多，整体结构也可以大幅精简。

另外，高导电和高频的特点也可以提升电机转速，这又给了高转速电机上车的机会 ，因为电机使用的是三相交流电，而电池输出的却是直流电。

从直流电到三相交流电的转化，就是靠由半导体元器件实现的。这就像“快马加鞭”一样，碳化硅这根鞭子抽得更快了，电机这匹马自然也就跑得更快了。

总结

总的来看，智己LS6三电系统的硬件水平是极高的，说它是2023年电车最强“三大件”也并不过分 。对此大家不妨猜猜，在如此“三大件”的加持下，智己LS6究竟会卖多少钱？

给大家一些参考

另外，智己LS6还将原本只属于保时捷、路特斯等顶级电车的性能体验下放到了更亲民的级别，在夺回被特斯拉抢占的市场份额的同时，加速了“技术平权”的实现。在接下来的内容中，我们就将针对这一点进行解读。

当然，账面上的优势终究代表不了全部。智己LS6的具体实力如何，当然还是要等新车上市后的试驾体验，我们也会持续关注，大家可以继续期待一波。

锂电上游材料之钴，你想知道的这里都有

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钴的诞生

钴Co，金属元素，原子序数27。钴是小金属的一种，银白色表面略带粉色，具有铁磁性，熔点1,495℃，沸点3,520℃，居里点1,150℃。 其化学性质较为稳定，常温下不与水和空气发生反应。 1753年，瑞典化学家格·布兰特（G.Brandt）从辉钴矿中分离出浅玫色的灰色金属，因此被人们认为是钴的发现者。 1780年，瑞典化学家伯格曼（T.Bergman）制得纯钴，确定钴为金属元素。 1789年，法国化学家拉瓦锡首次将钴列入元素周期表中。

化学元素周期表中的钴

新能 源产业中的钴

钴对于正极材料的作用：

层状镍钴锰复合正极材料是一种极具发展前景的材料，Li（Ni，Co，Mn）O2晶体属于六方晶系，我们俗称NCM（111，424，523，622，811）只是三元材料其中的一种，这类材料中Co为＋3价，Ni为＋2价，Mn为＋4价，充放电过程中Ni，Co发生氧化，在三元材料中，对于采用三元材料作为高功率型动力电池的正极,电池的比能量、热稳定性、循环性能与 Ni-Co-Mn的比例有关, 不同NCM比例的三元倍率性能不同，Co含量高倍率性能好，倍率放电性能主要是受电荷传递和锂离子扩散速率的影响 ，当Ni含量升高的时候会增大阳离子混排的情况，会阻碍Li离子扩散的速率，而Co的增加会减少相变，Li离子脱出速率会更好，所以一般111的倍率性能比622和811都好。

三元材料的结构

Surendra K等对比讨论了 LiNi0.5Mn0.5O2、100mA·h·g,3C时比容量只有50mA·h·g2左右，虽然在0.C时11材料比容量只170mA·h·g，但其倍率性能好，3C时比容量在1mA·h·g以上。 对于442三元材料，0.1C时材料比容量有180mA·h·g2，1C时比容量高于11mA·h·g2，3C时比容量在80mA·h·g以上。 由此看出随着Co含量由0增加到0.3,倍率性能变好。 当Ni含量由0.33增加到0.5时，0.1C倍率的比容量由170mA·h·g增加到190mA·h·g'. Shuang Liu等人2对比研究了三元NCM523和NCM433的循环性能及倍率性能，发现NCM433比NCM523有更好的循环性能和倍率性能,主要是因为它结构更稳定，阳离子混排现象更少。 在全电池中,正负极的比例对循环性能也有一定影响。钴的作用在于可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环和倍率性能，但是过高的钴含量会导致实际容量降低。

电池对钴的的需求

另外一点我们讲到成本，近年来由于上游材料钴价的波动导致三元材料占锂电池的成本是多少呢？ 三元材料占锂电池的成本是多少呢？ 根据估算，1吨钴酸锂中，锂的含量只有0.07吨，但钴的含量要达到0.61吨，是锂的8倍以上。

各三元材料各元素组分比例

这里给大家介绍个小技巧，如何通过电池规模来计算钴的需求，举例来说，1GWh（100万Kwh）三元电池，按照能量密度200Wh/kg计算，需要正极材料为5000吨，目前量产的523电池可以计算而得出镍1519.5金吨，钴610.5金吨，锰853.5金吨，锂359.5金吨。

对于汽车来说，假设2020年全球新能源汽车销量400万辆，中国销售200万辆，每辆车电池容量为40Kwh，电池能量密度为200Wh/kg,三元材料再电池材料中占比为60%，三元材料平均含钴量取“20%NCA，30%NCM811和50%NCM622”作为均值代表，则2020年全球和中国的新能源汽车钴消费量分别为46742.4吨、23371.2吨。

不同三元材料对金属的需求

正极材料市场对钴的预测（万吨）

LME钴价趋势

新能源汽车市场的变化

从全球消费市场来看，电池对钴消费需求占比达59%以上，其次是高温合金和硬质合金，分别占比约为15%和7%。 从国内市场来看，消费主要是电池，占比高达77.4%。 目前，新能源汽车动力电池对钴的需求呈现快速增长态势，超级合金等领域增长保持稳定，约为10%。

据统计，2017年1月至2019年7月，新能源汽车国家监管平台累计接入新能源汽车2,489,027辆。

其中，纯电动汽车2,098,348辆，占总量84.3%，插电混合动力汽车387,170辆，占总量15.6%，燃料电池汽车3509辆，占总量0.1%。

新能源汽车统计数据

短短三两年时间，新能源汽车产业在全球范围内一跃而起。 中国这厢更是风光大好，补贴、政策、市场和资本的多重推动，新能源汽车产销两旺，动辄10倍于市场平均增速地疯长。 2017 年，四部委联合发布《促进汽车动力电池产业发展行动方案》，到2020 年，新型锂离子动力电池单体比能量超过300wh/kg； 系统比能量力争达到260wh/kg、成本降至1 元/wh 以下，使用环境达-30℃到55℃，可具备3C 充电能力。 到2025 年，新体系动力电池技术取得突破性进展，单体比能量达500 wh/kg。 当前，经过改进的磷酸铁锂能量密度可以达到160Wh/kg； 锰酸锂能量密度在150Wh/kg 左右； 镍钴锰三元材料NCM 中，随着镍含量的增加，能量密度也大幅增加，当前国内主流NCM 还是NCM523/622 体系，正在快速NCM811 体系切换，能量密度可以达到210Wh/kg； 镍钴铝三元材料NCA 的能量密度在220-280Wh/kg，松下供给特斯拉的NCA 能量密度能达到300Wh/kg，是国内企业追赶的目标。 因此，在当前技术条件下，高镍三元是高能量密度动力电池的主要路径。

2018-2020 年，三元动力电池的增速将超过60%，2018年，三元动力电池不论是在增速和总量上将全面超越磷酸铁锂，成为名副其实的行业“一哥”。 从国际市场来看，海外车企主要发力乘用车领域，以三元动力电池为主，2017 年，新能源乘用车销量64 万辆（包括普通混合动力车型），预计到2020 年，海外新能源汽车产销量与国能持平，达到200 万辆，动力电池的增速均在60%以上。

新能源乘用车车电池占比

新能源专用车车电池占比

截止到2018年7 月，纯电动专用车累计电池装机量1.77GWh，三元平均占比为75.6%，磷酸铁锂平均装机率为18.0%。 新能源汽车正由政策驱动转向市场驱动，单车带电量快速提升，动力电池的需求快速增长。 动力电池领域，国内以NCM523/622 为主，国外以混合三元和NCA 为主。 随着新能源汽车的发展，高镍三元材料的研发力度和产业化进程不断向前，三元材料快速向NCM811 和NCA 演变。 另外，由于正极材料能量密度的提高，其他材料的用量都可以相应的减少，高端正极材料技术成熟和产量扩大后，高镍动力电池的成本将明显下降。

钴矿的资源

这里说到一个时期就是MB，钴作为一种全球定价商品，其定价机制值得特别关注。 MB报价是钴的核心定价机制。 MB报价是由独立报价机构英国金属导报（MetalBulletin简称MB）在询问贸易商、供应商的基础上给出的金属与矿业的价格基准。每周MB都会报两次价格。这种定价机制透明度不高，容易引发市场操控。

MB报价决定了钴（高级、低级）价格后，原料钴精矿价格也就确定了。 原理是这样的，钴精矿价格=计价系数*MB钴价。 计价系数由钴矿石品位、行情和供应商议价能力等因素综合决定，通常在0和1之间变动。 但计价系数的变动并不频繁，往往在一段时间内保持不变。 或者即使发生改变，也会有事先的变化规则。 一般来说，钴价越高，计价系数也就越高，即越有利于钴矿生产商。 计价系数决定后，中游钴冶炼企业的加工利润也就基本决定了。 钴加工企业加工利润=MB钴报价*（1-原料计价系数） - 加工成本。 目前，钴矿石的计价系数在0.75到0.8之间。 如果采购的是刚果（金）的手抓矿，由于手抓矿主要由普通刚果（金）平民开采，议价能力较弱，计价系数会相应的低一些。

为什么会这样呢？ 因为钴像石油资源一样实在是太匮乏了，美国地质调查局统计，全球已探明钴资源储量700 万吨，其中刚果（金）储量340 万吨，占比高达49%； 澳大利亚和古巴也是钴资源大国，三国合计占70%。我国钴储量仅8 万吨，占比1.1%， 因此，国内通常将钴精矿和粗制氢氧化钴运回进行冶炼加工，主要企业有华友钴业、格林美和金川集团等。 钴产业链包括勘探、采选、粗冶炼加工、精炼以及深加工等环节。 下游产品有： 钴粉，应用在硬质合金领域； 电解钴，应用在高温合金、磁材和催化剂领域； 钴盐，四氧化三钴应用在3C 消费电池领域、硫酸钴应用在能源汽车三元动力电池领域，其他应用在陶瓷和橡胶等领域。

全球钴资源分布

上游钴矿资源大都以铜钴、镍钴等伴生矿的形式存在，占据储量的78%，产量的85%，少部分原料来自回收料。 全球主要大型在产钴矿山均被嘉能可、洛阳钼业、欧亚资源、谢里特矿业、诺里尔斯克镍业等巨头控制，在近年的产量中，嘉能可和洛阳钼业稳居第一、第二，2017 年，合计占比37%。 钴矿主要集中在非洲铜带、澳洲、加拿大等国家地区，冶炼产能集中在中国、芬兰、比利时等国，势必引发较为频繁的钴原料贸易流动，而全球核心贸易商数量较少且较为集中，容易形成对市场容量较小的钴产品的高度控盘。

主要钴矿企业市场占比

自有矿基本由嘉能可、洛阳钼业、欧亚资源、中国中铁等大型跨国生产商控制。 特别是嘉能可除拥有储量大品位好的Mutanda 铜钴矿100%控制权外，还控股多座矿山，占据全球钴矿产量20%以上的份额，在钴市场有着较大的话语权。 2016年，嘉能可、Tenke（洛钼持有56%的股权）和欧亚资源合计生产了4.96万吨，占总产量的40.3%。 自2016年以来，钴价大幅上涨，加之新能源汽车大发展长期利好钴需求。 已在钴冶炼占据半壁江山的中国企业近年来也积极走出国门，远赴刚果（金）收购矿山、设立工厂以保障原料供应。 洛阳钼业完成收购Tenke项目56%的权益后跃升全球第二大生产商。

刚果钴矿

另外，有人讲了我们不是可以电池回收吗，这样就不会让钴资源那么紧缺了，那么通过电池回收钴资源进展如何呢？ 目前，再生钴主要来源从合金边角料、废旧电池和电池电池生产过程的残次品中的回收。 2017 年，全球再生钴巨头主要有优美科、格林美、邦普集团与赣州豪鹏，产量分别为1500 吨、格林美4000吨，邦普集团1200 吨，赣州豪鹏300 吨。 未来，最大的再生钴增量主要来自新能源汽车动力电池。 主流动力电池的设计寿命8 年或是15 万公里，从目前的使用情景来看，有很大一部分车被用在网约车领域，这一领域对车的使用强度较大，电池的报废时间在3 年左右。 另外，考虑到新能源汽车更新换代以及初期电池质量存在缺陷，私家车电池报废周期至少也需要5 年的时间。 但是这样的再生获得的钴资源也是有限的，按照2016年的储量和开采量来看，钴可开采58年，静态可开采年限比铜长约20年， 资源的限制带来的是技术的研发，越来越多的电池厂商意识到过度依赖钴总会有资源枯竭的一天，所以各大厂商相继投入大量资金进行无钴或者低钴电池的研发。

无钴电池的发展

2018年 5月30日，松下集团宣布将研发无钴汽车电池。

当天，松下汽车电池业务高管田村健二（Kenji Tamura）向分析师透露： “我们已经在缩减钴在电池制造中的使用； 不久的将来，我们将把钴的使用降低到零”。

松下圆柱电池

不管松下的豪言壮语，我们客观的分析看就从目前三元电池技术发展状况来看，正极材料中镍含量最高不会超过9成，如果钴含量低于1成时，材料的晶体结构和电化学稳定性将无法保证。 目前松下电池正极材料中钴含量已经能够减少到10%，而松下的“终极目标”是无钴电池，这也让人们对松下“低钴”甚至“无钴”电池是否真的可行充满了猜测。

对于无钴技术未来的发展而言，有人认为，任何替代钴的电池材料新技术都将在10年以后才会出现，而现在新能源汽车的增长速度远远快于无钴技术研发的速度，况且特斯拉在技术上已经没有进一步减少钴含量的空间。

另外对于无钴电池不只松下国内厂商也在加快研发，2019年7月11日，长城汽车旗下子公司蜂巢能源科技有限公司日前在全球首发无钴材料、四元材料电池，并宣布斥资20亿欧元在欧洲建设工厂，到2025年在全球实现约120GWh的电池产能。

蜂巢能源无钴电池发布会

“此次蜂巢能源发布的全球首款基于无钴材料电芯产品，其材料性能可以达到NCM811同等水平，而成本降低5%至15%。” 蜂巢能源总经理杨红新透露，无钴电池将于2020年三季度量产;据介绍，这款无钴电池能量密度达到了265Wh/kg，略低于松下和宁德时代的NCM811电池，但在电池寿命上，这款无钴电池循环性能达到2000周，是宁德时代电芯寿命的两倍多 （数据来自宁德时代官网），至于电池的稳定性，这要交由市场来检验，但一般来说，敢宣布做出来了，至少在试验室层面，是已经克服各类安全问题了。

结语

杉杉股份副总裁孙晓东则表示，“从技术角度讲，在镍钴锰的比例为8:1:1时，电池300瓦时/公斤的能量密度已经达到‘天花板’，这个‘天花板’可能未来10年都无法突破。 ”因此即使无钴研发成功，能否实现大规模商用，也同样是个问题。 如果无钴电池真的到来势必又会引起新的技术革命风浪，对于现如今已经波涛汹涌的新能源锂电市场来说，无疑又是一阵大浪，粟裕在《激流归大海》中说到： “这支队伍经过严峻的锻炼和考验，质量更高了，是大浪淘沙保留下来的精华。” 相信如果革命来袭，大浪淘沙之后留下的都是好产品！

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