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特斯拉“電池日”大猜想:馬斯克將用哪些大招震驚世界?

來源:新能源網(wǎng)
時間:2020-09-17 10:33:55
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特斯拉“電池日”大猜想:馬斯克將用哪些大招震驚世界?北京時間9月23日3:30,萬眾矚目特斯拉的“電池日”活動將會在特斯拉年度股東大會后舉行。這兩場活動將在

北京時間9月23日3:30,萬眾矚目特斯拉的“電池日”活動將會在特斯拉年度股東大會后舉行。這兩場活動將在特斯拉加州工廠舉行,并進行線上直播。今年1月,馬斯克曾表示這次“電池日”活動將是“特斯拉歷史上最激動人心的一天。”上周,鋼鐵俠再次預(yù)告:“電池日當(dāng)天將會揭曉很多激動人心的事”。

目前已經(jīng)確定的是當(dāng)天特斯拉將公布財報數(shù)據(jù)以及上海、柏林超級工廠的狀況和未來計劃,但這些顯然不會是鋼鐵俠所稱的“激動人心的事件”。真正能令市場激動的事情在于電池本身:特斯拉能否推出實現(xiàn)百萬英里電池的承諾?能否通過硅納米線技術(shù)或干電極技術(shù)大幅提高電池能量密度?亦或者能否通過Roadrunner項目降低電池生產(chǎn)成本?

無論特斯拉公布了哪一方面的進展,都將是一項革命性的技術(shù)突破??梢院敛豢鋸埖恼f,“電池日”這一天不僅將揭示特斯拉未來走向,更可能改變整個電動車行業(yè)未來的命運。

第一大疑問:能否推出百萬英里電池?

早在去年4月,馬斯克就承諾要開發(fā)出能持續(xù)一百萬英里(約161萬公里)的電池,這意味著新電池壽命將比目前的電池(40萬-80萬公里)提高一倍。百萬英里電池將大大降低電動汽車制造成本,同時汽車持有成本也會降低,從而為特斯拉提供巨大的競爭優(yōu)勢。瑞銀分析師指出,百萬英里電池可以在未來三年為每輛汽車節(jié)省2300美元。

去年6月,特斯拉電池專家杰夫·戴恩(Jeff Dahn)團隊發(fā)表了一篇論文,其中提到,特斯拉新型電池是一款鋰電子電池,將具有下一代“單晶”NMC陰極和新的高級電解液,這就為特斯拉的“百萬英里電池”設(shè)想提供了技術(shù)支撐。相比現(xiàn)代傳統(tǒng)電池,這款新型電池的充電生命周期提升到4000次,電池生命周期內(nèi)的汽車續(xù)航里程也將因此突破100萬英里。

當(dāng)然,在“百萬英里”電池道路上并非后無來者。此前,寧德時代宣稱研發(fā)出了 124 萬英里壽命的電池。今年5月,通用汽車高管也表示,通用在開發(fā)百萬英里電動汽車電池方面已接近成功。不過,韋德布什(Wedbush)分析師丹尼爾·艾夫斯(Daniel Ives)表示,這個問題的關(guān)鍵點更多的在于規(guī)模和范圍,“其他廠商也都可以聲稱開發(fā)出了百萬英里電池,但是目前只有一個工廠能夠真正實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),那就是特斯拉的上海工廠。”

今年6月,外媒報道特斯拉擴大了Skunkworks(臭鼬工廠)實驗室的場地,以增加電池試點生產(chǎn)線。而外界推測這個實驗室所研發(fā)的新的鋰離子電池就是特斯拉此前透露的“百萬英里”電池。這樣看來,在本次“電池日”活動上,萬眾矚目的百萬英里電池似乎已經(jīng)呼之欲出了。

分析人士猜測,在電池日當(dāng)天,特斯拉可能會發(fā)布Model S和Model X的新版本,甚至可能在新版本汽車上直接應(yīng)用這種新型的電池。

第二大疑問:硅納米線還是干電極技術(shù)?

對于電動汽車的電池來說,除了提高電池壽命以外,更關(guān)鍵的在于提高電池能量密度,因為這將直接決定電動汽車的續(xù)航能力。

自去年2月特斯拉以 2.18 億美元溢價55%收購超級電容器領(lǐng)軍制造企業(yè)Maxwell后,市場普遍預(yù)測特斯拉會利用Maxwell的看家本領(lǐng)“干電極技術(shù)”來實現(xiàn)特斯拉電池在能量密度方面的技術(shù)突破。

在常規(guī)的電池制造中,制造商通常需要在電極箔上涂上具有粘合劑的溶劑與負極或正極粉末混合后的濕漿并干燥。而所謂“干電極技術(shù)”,就是不需要涂抹濕漿,也就不需要使用溶劑。這樣就可以加快電池制造速度,降低電池制造成本,而且更重要的是,通過這一技術(shù)可以使電池的能量密度提升20-30個百分點以上。

特斯拉Model 3中使用的當(dāng)今電池的能量密度約為260Wh/kg,而Maxwell曾表示,用干電極技術(shù)制成的三元鋰電池電芯單體能量密度最高可達到500Wh/kg。

不過,在8月末特斯拉公布“電池日”活動的邀請海報后,市場上又出現(xiàn)了新的猜測。

這張海報的背景圖上的點陣線條圖案被認為是一種新電池材料——硅納米線的結(jié)構(gòu)圖,這就讓人們出現(xiàn)了新的猜想:難道特斯拉是準(zhǔn)備推出硅納米線電池嗎?

所謂硅納米線,就是一種新型的半導(dǎo)體納米材料,它解決了普通硅材料容易膨脹破裂的問題,而同時又能儲存比常規(guī)的電池材料石墨多十倍的的電能。如果將其應(yīng)用創(chuàng)造出新型電池,可以使電池密度提高50%。

進一步加強人們猜測的是網(wǎng)上曝光的一張?zhí)厮估S圖片。圖片顯示,硅納米線電池陽極材料的專利技術(shù)商Amprius正位于特斯拉在加利福尼亞的弗里蒙特工廠附近,而后者也是特斯拉即將舉辦的“電池日”活動所在地。這暗示特斯拉可能和Amprius就硅納米線技術(shù)展開合作。

究竟是“干電極 ”還是“硅納米線”?無論是哪一項技術(shù),都意味著特斯拉電池的能量密度將出現(xiàn)飛躍性的突破。而且馬斯克此前曾表示,400Wh/kg的能量密度是電動飛機可行的條件。如果新型電池的能量密度能夠突破到這一水平,是否意味著特斯拉對于電動飛機的開發(fā)也可以提上日程了?

第三大疑問:能否依靠自制電池降低成本?

除了壽命和續(xù)航以外,制約電動車普及的第三個因素就是電池的制造成本高昂。根據(jù)彭博數(shù)據(jù)顯示,2019年全球電動車的電池成本約為156美元/kWh,這較數(shù)年前已經(jīng)有了長足進步,但在沒有補貼的情況下電動車售價仍然比燃油車要貴。

特斯拉此前的電池供應(yīng)主要依靠和其他電池公司的合作,比如在內(nèi)華達州超級工廠主要依靠和松下合作,而在上海工廠則依靠和LG化學(xué)及寧德時代的合作。此前馬斯克不止一次提到這一模式使得電池成本太高了。今年2月,外媒曝光特斯拉在開啟“Roadrunner”項目,目標(biāo)是采用“用機器來制造機器”策略自制電池,降低電池生產(chǎn)成本至100美元/kWh,這意味著電動車的價格將可以降到和燃油車相當(dāng)?shù)乃健?/p>

去年下半年,特斯拉收購了加拿大精密設(shè)備公司Hibar,后者以自動化電池制造和工藝設(shè)備聞名,產(chǎn)品線覆蓋了完整的電芯生產(chǎn)流程。

今年以來,特斯拉不斷擴建在弗里蒙特市的工廠,同時大量招聘電池制造工程師。馬斯克甚至透露,“電池日”當(dāng)天的活動將包括參觀特斯拉內(nèi)部的電池生產(chǎn)設(shè)施,可見特斯拉的自制電池只差在臨門一腳了。

第四大疑問:究竟有沒有無鈷電池?

今年初,特斯拉在用“無鈷電池”概念吊足了市場胃口之后,但最終公布的答案令業(yè)內(nèi)人士有些失望——原來所謂”無鈷電池“并非剔除了三元鋰電池中的鈷,而僅僅是選擇和寧德時代合作,使用了另一條技術(shù)賽道上的磷酸鐵鋰電池。

所謂無鈷電池,通常被認為是指剔除鎳鈷錳三元鋰電池中的鈷成分。因為鈷本身礦儲量較小且產(chǎn)量不穩(wěn)定,如果能夠剔除鈷將很大程度上降低電池的成本。而磷酸鐵鋰電池盡管也沒有使用鈷,成本也較低廉,但是本身能量密度不如三元鋰電池,因此在電動車應(yīng)用上還是會受到一定限制。

今年6月16日,特斯拉與嘉能可達成協(xié)議,每年將從后者采購6000噸鈷,用于上海工廠以及計劃中的柏林工廠。這或許暗示特斯拉至少短期內(nèi)技術(shù)道路上未能取得突破,仍無法完全實現(xiàn)無鈷。

不過,在市場驅(qū)動下,降低三元鋰電池中鈷含量的趨勢依舊存在。在本次發(fā)布會上,如果馬斯克的新電池能夠?qū)⑷囯姵氐拟捄拷档鸵欢ǔ潭?,就意味著電池成本將大幅降低,這仍將是一個令人激動的突破。

其他猜想

關(guān)于本次“電池日”還有不少猜想。雖然很多和電池技術(shù)本身并不緊密相關(guān),但也很可能出現(xiàn)在發(fā)布會上。

特斯拉轉(zhuǎn)型電力公司?

早在去年,馬斯克就曾表示,其旗下的Tesla Energy預(yù)計成為一家分布式的全球供電公司,其增長甚至可能超過汽車業(yè)務(wù)。

今年特斯拉推出全新產(chǎn)品Autobidder,并且已經(jīng)在英國正式獲批為電力公司。簡單地說,Autobidder就是一個能源管理系統(tǒng),它可以使擁有太陽能電池板的電池農(nóng)場所有者和房主能夠自主管理能源。特斯拉表示,Autobidder管理著數(shù)百兆瓦時的資產(chǎn),可以在全球范圍內(nèi)提供了數(shù)十億瓦時的電網(wǎng)服務(wù)。

在本次發(fā)布會上,馬斯克可能會透露特斯拉在歐洲甚至全球范圍開展分布式電力業(yè)務(wù)的規(guī)劃。

柏林超級工廠?

據(jù)外媒報道,馬斯克計劃在電池日上公布特斯拉柏林超級工廠的造車計劃。在造訪柏林超級工廠時他透露,“柏林工廠的造車設(shè)備在核心技術(shù)設(shè)計上是完全的脫胎換骨。”據(jù)稱柏林超級工廠將包括先進的汽車油漆車間、色彩實驗室、新廠屋頂建設(shè)Rave大型沉浸式虛擬仿真系統(tǒng)等,甚至有可能直接在柏林超級工廠生產(chǎn)電池但具體重磅消息還有待“電池日”當(dāng)天揭曉。

或者其他…

除了前文,特斯拉給市場的猜想還有太多:會不會公布新的超級充電樁?會不會有新版本的Model S和Model Y?或者完全出乎人意料的新產(chǎn)品??

或許出于與美國證監(jiān)會(SEC)的保密協(xié)議,馬斯克迄今為止都還守口如瓶。種種懸念,或許我們只能等到“電池日”當(dāng)天才能揭曉了。