自從特斯拉爆料要自研電池後（尤其是昨晚方向性的消息），”乾電極和超級電容“組合進入了大家的視野。經過我的觀察，我發現很多投資者對電容、電極和電池三者的聯繫和區別還是暈暈的，這會非常影響我們對於之後投資的判斷。所以今天我就談談這個話題，供大家參考。
在查閱資料後，我發現要直接分析電極、電容和電池之間就顯得比較複雜。尤其是乾電極技術，現在能看到的比較詳盡的分析就是Randy Carlson 在 Seeking Alpha 上發表的一篇文章《關於特斯拉收購Maxwell的分析》，是其是在2019年5月特斯拉收購Maxwell時寫的分析。文中行文和技術分析非常專業，但在我看來，對投資來說的意義並不大。
作為投資者，我們最關心的就是未來可能產生的價值，也就這項技術能給我們帶來什麼。我之前的文章從Maxwell2019年1月內部PPT中截過一張圖，上面主要的意思是其乾電池電極可以產生超過300 Wh / kg的能量密度，並在未來可期待500 Wh / Kg（能量密度將比特斯拉當前的電池增加138％）。另外，麥克斯韋的乾電池技術的結果將是簡化的製造過程，從而可以降低成本10-20％，並具有更長的電池壽命（最高2倍）。
這麼好的東西，很多人會問了，它會不會替代當下的鋰電池呢？當然不是！它只是一個正極的製作工藝，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“乾電極”技術的某種鋰電池。所以，我之前文章所說的”固體“的意思是採用乾電池技術製作的電池，其負極和正極不使用溶劑（用將正負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，我們在家揉麵要加水，但如果不是麵粉是橡皮泥呢？就不需要加水了。而電池正負極“加水”的過程需要巨大、昂貴且複雜的電極塗覆機，而且這個“水”也有毒，
而且，一旦正負極沒有了“水”，我們就可以解決另一個問題：補充為SEI膜導致的鋰離子的損失。技術上來看，SEI膜形成於電池第一次充放電過程：首次放電過程中從負極返回正極的鋰離子就會損失一些，也是“第一次循環容量損失”的原因之一。為了彌補這樣的損失，我們可以通過預鋰化技術對電極材料進行補鋰，抵消形成SEI膜造成的不可逆鋰損耗，以提高電池的總容量和能量密度。但是，正負極的溶液會讓添加的鋰金屬鋰和與混有鋰金屬的碳（負極石墨）產生不好的化學反應（容易起火），影響電池的安全性和壽命。
由此，一旦乾電極技術被成功應用到鋰電池上，鋰電池將邁出一次“固態化”步伐（半固體），成為全固體電池實現商業化（預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”帶來的優點一共有三個：1.生產成本降低（減少機器、步驟、而且溶液有毒，不使用也可降低迴收成本）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化buff！（所以不會否定電池的發展趨勢）
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，但不是通過電化學方式，而是通過靜電方式存儲電能（兩個導體之間夾絕緣體，中間是一個電場）。為儲存方式的不同就導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，這意味著什麼？這意味著一種爆發力！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慣），所以我對車的提速能力要求很高。那麼當開電動車時，這樣的操作需要電池短時間內實現很大的放電效率，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，動能會產生電能，這個時候又需要有容器在短時間內對其進行回收，對標的還是高功率密度。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。由於超級電容的充電是物理過程，不會發生化學反應，所以相比鋰電池來說使用壽命要長，一般充放電次數達到50萬次以上，遠遠超過鋰電池的水平（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並排工作，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期間減輕主電池的負載。同時，由於超級電容器的，由於超級電容的存在（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電池功率的平均輸出。這也可以減少鋰離子電池組的循環負載，並可能使其在未來的研發上可優先考慮其能量密度而不是功率密度的化學性質（只要好好地當硬盤就可以了）。下圖就是超級電容將電能儲存於電場中的示意圖：
所以，對於“乾電極+超級電容“組合，我更願意分成兩個層面來理解：1.出於性能和安全性的考慮，未來的鋰電池和電容器將推廣使用乾電極技術；2.未來電動車的動力源將會出現功能的分化：（1）鋰電池將扮演“硬盤”角色，致力於提升能量密度、提高電池的總續航能力；（2）超級電容將會扮演“高速緩存”角色，致力於對行車過程的電力優化，實現更好的駕駛體驗。
在此猜想下，電池、電容和乾電極的邏輯就形成了：乾電極可應用於電池和電容，是一種改善其性能、降低成本的生產工藝；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，“乾電極+超級電容“組合可以認為是對鋰電工業的部分升級和管理優化，並不會對其產生明顯的“利好”或“利空”影響（它並未改變電池正極、負極、隔膜和電解液的主要構成，主要供應鏈沒有變化）。但是，如果這種組合在未來被大規模應用，新的超級電容產業鏈會隨著特斯拉迎來增量市場（下圖為投資者提問）。
文章最後，再說一些題外話。我看到了一些消息，說“無鈷電池”不等於沒有鈷，寧德時代2020年6月計劃推出的第三代NCM811電池符合鈷低於0.5的標準，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，我還是可以表達一下觀點，鈷不鈷不重要，產能跟得上才是王道（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佔比鈷總需求也不高）。我自己目前對LPF正極也沒有下單，反正都是寧德做，而且在技術革命沒有到來的情況下為什麼不繼續持有大家都需要的鋰電供應鏈呢？
閱讀更多 牛股小怪獸 的文章
