特斯拉屠殺2.0,自制電池,一步步打掉成本“底褲”

特斯拉還會繼續降價嗎?答案是肯定的。

這次原因只在於電池,如果說“拋棄”松下,牽手寧德時代和LG化學,是特斯拉電池降本的1.0,那麼自制電池,將會打掉當前動力電池的成本底褲。

1. 目標明確,降本擴產

馬斯克多次公開強調,目前從日本松下採購的電池太貴,同時電芯產能不足嚴重限制了整車的產量。

為了避免依賴於電池廠商,特斯拉早已決定要自制電池。

自制電池,直接奔著三個目標: 降低電池成本,提高能量密度,大批量生產

降低電池成本,可以降低車價或增加每輛車利潤;提高能量密度意味著可以用更少的電池達到相同的續航里程,或使用相同數量電池而大大提高續航里程;而大批量生產,能進一步降低成本。

特斯拉內部啟動了名為“Roadrunner”的秘密項目,建立了秘密電池實驗室。

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2. 牽手大佬戴恩:著力基礎研發

2016年,特斯拉與加拿大鋰電技術先驅傑夫·戴恩(Jeff Dahn)團隊簽署了電池研發協議。

戴恩是國際著名鋰電專家,研究領域為鋰離子電極材料、鋰離子電池故障機理診斷、電解質添加劑等,與美國著名材料公司3M有長達20年的合作基礎。

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牽手特斯拉後,戴恩團隊的工作主要也集中在電池循環性和能量密度提升,同時要降低成本。

薑是老的辣,目前有兩個成果值得大家關注,均來自於戴恩的論文:

一篇論文顯示,基於NMC的三元電池,新配方經過1000次充電後,容量保持率高達95%,而標準配方容量保持率只有50%;新配方即使經過4000次充電後,容量保持率達90%,因此,新配方電池可以使電動汽車使用壽命提高到160萬公里;

第二篇論文,通過理論模擬與實驗測試,發現在高鎳NCA(Ni含量>0.9)體系中,價格昂貴的鈷Co的作用並不明顯,可被價格低廉的鋁Al、錳Mn、鎂Mg等替代,這也就是“無鈷”電池的來源。

3. 收購Maxwell:乾電極技術+超級電容+預鋰化

2019年5月,特斯拉收購了電池技術公司Maxwell,Maxwell有三大核心技術:

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乾電極

傳統電芯的正負極片製造,一般會使用粘合劑(PVDF+NMP或水性SBR或CMC)與正負極粉末混合後,再塗覆在極片上,並乾燥;

而乾電極技術,是將細粉狀PTFE與電極粉末混合,通過擠壓機形成薄的電極材料帶,再層壓到金屬箔集電體上。

乾電極技術更改了材料,也有優化了工藝,再次降低了成本,提高了能量密度。

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超級電容

超級電容並不是什麼新鮮東西,與電池一樣,本質上是一種儲能器件,主要優勢是能快速充放電。

Maxwell在17年申請了一項名為“超級電容+圓柱電池”專利,汽車在急加減速時,使用超級電容,而正常駕駛時使用圓柱電池,兩者結合,可以提高整車的性能和效率。

預鋰化

電池在化成時,負極界面形成的SEI膜會消耗掉從正極脫嵌的鋰離子,從而降低電池容量。而預鋰化技術,就是額外尋找鋰源,以彌補電池化成時鋰離子的損耗。

Maxwell在2018年申請了一項預鋰化負極專利,專利顯示,負極(Graphite/SiO/Li Metal)預鋰化之後,可大大提升循環效率。

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4. 建立電池生產線,招兵買馬,鎖定上游原材料

有了技術,萬事具備,只欠東風。

2019年特斯拉悄悄收購了一家加拿大公司名為Hibar Systems,這家公司主要產品是電池製造設備和工藝,快速鋰離子電池製造系統,其在中國和德國也有工廠。

於此同時,特斯拉加州自建的電池工廠,開始大規模招聘電芯產線工程師,設備開發工程師等。

為了支持電池的生產,特斯拉與來自於中國、澳大利亞、美國等礦廠巨頭簽訂了協議,以保證原材料供應。

5. 成果顯著

就這樣,特斯拉一步步完成了從原材料佈局、電池基礎研發、電芯製造到產線建立所有工作。

取得了顯著的成果:

新一代電池,能量密度已超過350Wh/kg,每一輛車可節省200到1000美元,進一步朝著500Wh/kg的目標進發。

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最重要的是,電池成本已經下降到100美元每度電(約合人民幣701元)。

而同期投資機構瑞銀給出的數據,松下的電池成本約為771元每度電,寧德時代電池成本約為1042元每度電。

這樣產品一旦量產,將會屠殺掉目前市場大部分產品。

馬斯克說,要力爭自制電池在今年4月“電池投資者日”上安裝在Model S或Model X上。

最後,圍繞著電池,電動汽車車企可謂做足了文章,而特斯拉是不折不扣實踐者,顛覆者,也是很好的宣傳家

當大家還在糾結磷酸鐵鋰和三元的時候,或許會再次被特斯拉打得措手不及,畢竟每一次都會改變遊戲規則。

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