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马斯克在特斯拉“电池日”上亮出了“第三颗利齿”

导读
展示电池只是抛砖引玉。

美国当地时间9月22日下午5点,特斯拉总部帕洛阿托的停车场内,停放着近百辆特斯拉汽车,车内乘员不时鸣笛,向对面舞台上发言的马斯克致意。这是新冠疫情下,特斯拉的股东大会和电池日发布会现场。


马斯克一出场,现场没有掌声,却传来雷鸣般的汽车鸣笛声。他自己都被逗乐了:“感觉好像是一个汽车电影院。”


这就是刚刚特斯拉首次专门针对电池技术举办的发布会(特斯拉2020年股东大会)现场。因疫情缘故,就以这种车圈最特殊的方式,在加州佛利蒙特工厂举行。当天,也是被马斯克称为特斯拉史上最重要的日子。

一上场,他首先感谢了中国团队的努力:“中国上海工厂仅用15个月就建成投产,是一个很了不起的成就。”当然,重头戏还是外界期待已久的“疯狂的”电池技术——将可能改变整个电动车行业的未来命运。

三大技术加持,特斯拉自研电池出炉

备受期待的电池日结束后,特斯拉收盘价应声跌落5%。有分析师表示,这是因为特斯拉此前预热的100万英里(160万公里)循环寿命电池没有如期发布。

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不同于计算机和制造工业,在电池这个进展缓慢的电化学技术体系内,变革者特斯拉的自研电池也没有推出革命性的技术。但在正负极材料、生产制造工艺,以及电池尺寸、模组和Pack等结构设计上,特斯拉依然给出了可观的改进方案。

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特斯拉将从5大方面实现自研电池集中在材料、工艺和设计三大领域截图自官网首先在电池设计上,特斯拉自研电池的武器是是做大体积,将尺寸在此前的2170(21为直径210mm,70为高度70mm)升级为4680。尺寸增加,容量和性能都随之升级,据特斯拉现场公布的信息,4680 电池能量密度较之前2170电池增加 5倍,增加16% 的续航能力,单芯容量是之前的6倍。

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但电池尺寸增加会带来一个难题。极耳是连接正负极材料到电池输出端的关键零部件,如果电池尺寸加大,电流就必须通过过较长路径(极耳-电极板-电极活性材料)进行传输,这会增加电芯的内阻,使电池充电时热量高过。

简而言之,电池尺寸加大,电阻增加,散热量增加,从而影响电池寿命、安全性等。而采用无极耳的电芯,则可以降低电池内阻,解决电池充电发热问题,并缩短充电时间。今年5月,特斯拉披露了“无极耳”电池专利,通过正负极集流体与盖板/壳体直接连接,成倍增大电流传导面积、缩短电流传导距离,实现降低电池的内阻的目的。


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特斯拉在电池尺寸加大后,正是借助无极耳技术,将电池性能提升,同时做到每千瓦时的成本降低14%。此前外媒曾报道,特斯拉正在弗里蒙特建造一条电池试验生产线,大批量生产无极耳电池。


而在生产制造工艺方面,特斯拉的干电极技术没有再雪藏,正式公布于众。2019 年2月,特斯拉宣布以2.18 亿美元溢价55%收购Maxwell。Maxwell的核心技术包括干电池电极技术和超级电容驱动的能源储存业务。

但这次发布会上,只有干电技技术的应用发布。特斯拉将应用干电极技术对电极设计进行创新,公司将通过干电极技术将粉状的正负极材料压实成膜,可以实现10倍的工序简化。

在电池的组装和定性等生产工艺上,特斯拉也将借助一体化设计,实现连续性组装,以及借助电子系统,节省生产成本和程序。

电池设计、生产制造工艺之外,特斯拉也对正负极材料应用进行了改进。在电池正极上,马斯克认为大量使用硅材料,会增加成本。

“硅会膨胀,同时硅和隔膜会凝结成凝胶状,需要用氧化硅或者硅纳米材料等材料来抑制膨胀。”马斯克说,特斯拉将选用储能效果好的生硅材料,重新开发电芯阳极,并通过增加弹性的离子聚合物涂层以稳定硅表面结构,提升电芯稳定性和安全性,“该技术可增加20%的续航里程,同时降低成本降低5%,到1.2美元/KWh。”

特斯拉将在北美建立正极生产工厂,并建立锂转换工厂。马斯克说,锂是全世界广泛可用的资源,仅内华达州的锂储存量就能让美国所有车辆变成电动车,目前公司已经获得美国内华达州一个1万英亩的锂矿开采权。

而在电池负极上,特斯拉计划的改良金属成分配比,最终移除成本高昂、产量稀缺的钴元素,向高镍比例转换,采用三分之二的镍和三分之一的锰,同时采用新的涂层与掺杂物,将阴极成本下降15%。
 
经过材料、设计和工艺三大方向的改良,特斯拉自研电池的整体成本可下降56%,而从成本变化曲线来看,呈现出快速优化趋势。在此基础上,特斯拉2.5万美元的车型应运而生,“2.5万美元的车型会应用这些电池技术,我们要让更多人买得起电动车。”

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特斯拉的“第三颗利齿”


其实,马斯克在发布会上抛出的种种电池技术,最终目的都是为了让购车成本下降,对此,他也把最后的结果向外界展示出来——17万的全自动驾驶汽车。

 
在发布会上,马斯克表示,这将是一款非常吸引人、价格为25000美元(约合16.95万人民币)的全自动驾驶汽车,他也表示,这款车将在三年后正式量产。
 
这给了市场一个信号:特斯拉有能力通过降低电池制造成本,来实现购车成本的下降。之前就曾有坊间传闻,在特斯拉自研电池后,现有量产车型包括Model 3都会进一步降价。
 
一篇名为《特斯拉国产Model Y即将上市,蔚来将遭遇最强威胁?》的文章中曾将上海超级工厂和国产Model Y上市,称为特斯拉对于国内新能源汽车市场的两颗“利齿”,而这次特斯拉对电池方面的升级和100%电池回收,或许将成为特斯拉的“第三颗利齿”。
 
首先看销量方面。据数据显示,2020年8月国内新能源汽车市场销量排名中,特斯拉Model 3以11811辆排名第一,而在1到8月份排名中,特斯拉也以68579辆排位第一。蔚来ES6和理想ONE以17161辆与14656辆排名第四、第九位。

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同样定位于中高端市场,销量上的差距可以反映出一个现实:在同样的细分市场中,消费者更加倾向于特斯拉。那么,假若未来特斯拉Model 3及Model Y进一步降价的话,或许更会受到欢迎,毕竟这意味着用更少的钱来体验更具性价比的科技感。

 
其他新能源车企也在试图降低成本,蔚来、小鹏相继推出换电模式也是出于这个目的。
 
这两个车企均采用“车电分离”来保证车主在购车时可以只付车辆的费用,电池可以通过租用的形式来使用,这其中蔚来更先行一步,让电池与车主分离,电池归电池管理公司所有,进一步降低成本。
 
简单说,换电模式本质上是解决现在电动车充电时间过长,电池续航里程短的问题,通过换电站在短时间内为车辆更换满电的电池。那么,如果未来特斯拉电池计划实现落地后,电池的能量密度不仅会提高,同时还可以做到快充快放。
 
而到了那时,换电模式将会失去优势。
 
不可否认的是,通过发布会可以看到特斯拉拥有强大的产业整合能力和研发能力,而这些能力,恐怕目前没有几家车企可以做到。
 
现在看来,由于特斯拉电池计划还未量产,所以该计划会对动力电池行业和新能源汽车行业产生什么影响尚不可知,只能等到两年后拭目以待。
 
但可以确定的是,特斯拉的整体实力在增强,这也意味着,新能源汽车领域的竞争将变得更激烈了。

关键字:胡润百富
编辑:袁慧琳