美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月22日,特斯拉舉行了“電池技術(shù)日”活動(dòng),發(fā)布了五大創(chuàng)新技術(shù)。馬斯克表示,如果這五大創(chuàng)新技術(shù)都能兌現(xiàn),特斯拉汽車的續(xù)航能力將提高54%,成本將下降56%,超級(jí)工廠的投資將下降69%。馬斯克稱,特斯拉有信心在未來三年內(nèi)生產(chǎn)一輛售價(jià)僅為 25000 美元(約合 17 萬人民幣)的電動(dòng)車,這會(huì)是史上最便宜的一輛特斯拉汽車。
值得注意的是,這五大創(chuàng)新技術(shù),包括了全新的“4680”型電池,號(hào)稱能量密度提高五倍,動(dòng)力輸出提高6倍,續(xù)航里程可提高16%。特斯拉CEO馬斯克稱,新電池已經(jīng)開始在一家工廠生產(chǎn),將需要一年時(shí)間達(dá)到10千兆瓦時(shí)的產(chǎn)能。
另外,早在今年4月,馬斯克就表示,今年的電池日活動(dòng)是“特斯拉歷史上最讓人興奮的日子之一”,預(yù)計(jì)將于2020年投產(chǎn)一種新型電池,這種電池能夠驅(qū)動(dòng)特斯拉汽車行駛百萬英里,是普通電池包壽命的2-3倍。據(jù)悉,這種電池是一種鋰離子電池,是寧德時(shí)代與特斯拉合作生產(chǎn)的,可以使電動(dòng)汽車持續(xù)行駛100萬英里。馬斯克曾在推特上表示,他將會(huì)在“電池技術(shù)日”活動(dòng)上詳細(xì)介紹一項(xiàng)百萬英里電池項(xiàng)目。
但是,直到此次電池日活動(dòng)結(jié)束,投資者高度期待的“百萬英里電池”依然不見蹤影。特斯拉股價(jià)也由上漲5%轉(zhuǎn)為下跌近7%。
2019年銷輛增長(zhǎng)50%,今年有望實(shí)現(xiàn)30-40%的銷售增長(zhǎng)
特斯拉CEO馬斯克在“電池日”活動(dòng)上表示,特斯拉耗時(shí)15個(gè)月建起了上海工廠,期待上海工廠能實(shí)現(xiàn)100萬輛汽車/年的產(chǎn)量目標(biāo)。特斯拉的愿望是在全球各大洲都設(shè)工廠,除了在中國(guó)、美國(guó)和歐洲,還希望未來在澳洲也建廠。
馬斯克稱,特斯拉已經(jīng)在Model S、3、X、Y車型上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。2019年,特斯拉的汽車出貨量增長(zhǎng)了50%,盡管處于非常困難的環(huán)境,2020年仍可能增長(zhǎng)30%到40%。特斯拉去年出貨36.75萬輛,根據(jù)馬斯克的以上預(yù)測(cè),今年將出貨47.75萬到51.45萬輛,大致符合特斯拉此前公布的今年年度出貨預(yù)期水平50萬輛。
馬斯克還提到,特斯拉將在今后約一個(gè)月內(nèi)發(fā)布有全自動(dòng)駕駛選項(xiàng)功能的Autopilot系統(tǒng)測(cè)試版。自動(dòng)駕駛行業(yè)的平均事故發(fā)生率是每行駛100萬英里發(fā)生2.1起事故,如果啟用特斯拉的Autopilot,事故發(fā)生率將只有0.3起/百萬英里。
對(duì)于此前發(fā)布的Cybertruck,馬斯克稱已經(jīng)收到了超過60萬輛訂單,預(yù)計(jì)銷量將達(dá)到每年25萬到30萬輛。
未來電池需求將達(dá)10TWh
隨著特斯拉汽車銷量的持續(xù)增長(zhǎng),對(duì)于電池的需求也在快速增長(zhǎng)。根據(jù)預(yù)測(cè),特斯拉對(duì)于電池的需求將達(dá)到10TWh(10,000GWh),其中包括3500GWh緊湊和中型車的電池需求;900GWh的豪華車和SUV;1100GWh皮卡;3000GWh的semi;1500GWh小型車和Robotaxi。
馬斯克稱,目前電池規(guī)?;a(chǎn)的速度不夠快,產(chǎn)量很小。為了讓電動(dòng)汽車的生產(chǎn)增長(zhǎng)速度繼續(xù)超過以汽油為動(dòng)力的汽車,需要降低成本,因此特斯拉計(jì)劃,通過更大的圓柱形電池降低每千瓦時(shí)的生產(chǎn)成本。
五大創(chuàng)新技術(shù)
特斯拉電池技術(shù)日發(fā)布了五大創(chuàng)新技術(shù),包括:電池設(shè)計(jì)、電池工廠、正極材料、負(fù)極材料、整車電池一體化。
1、電池設(shè)計(jì):無極耳電池、46800電池、成本下降14%
馬斯克表示,過去公司已經(jīng)與合作伙伴一起,完成了一次創(chuàng)新,就是2008年的18650升級(jí)到2017年的21700,能量密度增加50%。但是,在未來,特斯拉將會(huì)采用全新的無極耳電池。
在原來的電池結(jié)構(gòu)中,電流必須流經(jīng)極耳才能到達(dá)電池單元外部的連接器。但是,當(dāng)電流必須一直沿著陰極或陽極流到極耳并流出電池單元時(shí),電阻也會(huì)隨著距離的增加而相應(yīng)提高。此外,由于極耳是額外的零件,因此增加了成本。采用無極耳電池,會(huì)簡(jiǎn)化制造過程,并將減少電阻。
除了無極耳電池之外,特斯拉還將采用46800電池。更大的圓柱電池可以降低成本,最大的挑戰(zhàn)是快充。新電池長(zhǎng)度80mm,直徑46mm,能量增加5倍,續(xù)航提升16%。量產(chǎn)地點(diǎn)在加州弗里蒙特工廠。
據(jù)介紹,采用新的電池設(shè)計(jì)之后,成本可以下降14%。
2、電池工廠:干法電極、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、產(chǎn)能目標(biāo)、成本降低18%
在電池工廠的生產(chǎn)工藝方面,目前特斯拉采用的是濕法電極工藝,溶劑可以循環(huán)利用。不過,馬斯克表示,未來,特斯拉也將采用干法電極工藝,這樣做可以簡(jiǎn)化工序。目前,特斯拉已經(jīng)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn),最后能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)際應(yīng)用。但還沒有十拿九穩(wěn)的成熟,還不能瘋狂擴(kuò)大產(chǎn)能。
為了能夠最大可能簡(jiǎn)化流程,降低產(chǎn)能投資。特斯拉目標(biāo)是未來在現(xiàn)在150GWh的工廠空間中能夠容納1TWh產(chǎn)能,使得每GWh產(chǎn)能投資降低75%。
在生產(chǎn)工藝優(yōu)化方面,連續(xù)性的加工產(chǎn)出是特斯拉電池工廠的目標(biāo),能夠效率最大化,并最大化產(chǎn)出。1條組裝線做到20Gwh,單線產(chǎn)出提升7倍。
在產(chǎn)能目標(biāo)上,特斯拉計(jì)劃2022年達(dá)到100GWh產(chǎn)能,2030年3TWh產(chǎn)能。其中2022年的100GWh是與供應(yīng)商合作之外的完全自產(chǎn)的產(chǎn)能。
馬斯克表示,在電池工廠環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新,可以使得成本下降18%。
3、負(fù)極材料:硅負(fù)極、成本下降5%
在負(fù)極材料創(chuàng)新上,馬斯克表示,硅非常重要,地球上具有很豐富的資源,儲(chǔ)能性能更好。大家不愿意用硅,是因?yàn)樗呐蛎?,?huì)與隔膜反應(yīng),形成凝膠狀。
對(duì)此,特斯拉采用了新的材料來抑制硅膨脹,用覆膜材料先給硅涂膜,原材料處理后可以提升20%的續(xù)航里程。
馬斯克表示,特斯拉在電池硅材料上成本很低,可以做到1.2美金/KWh。
得益于負(fù)極材料技術(shù)上的創(chuàng)新,使得成本可以下降5%。
4、正極材料:無鈷、成本下降12%
在正極(即陰極)材料方面,特斯拉動(dòng)力系統(tǒng)、能源和工程的高級(jí)副總Andrew Baglino稱,硅材料的豐富程度僅次于氧。陰極(Cathodes)就像書架一樣,鋰就是書本身。特斯拉將從陰極上消除鈷,依賴鎳。
特斯拉在實(shí)現(xiàn)“無鈷化”的過程中,將分為3步走:
第一步是在正極材料中使用鐵,有很好的循環(huán)壽命,應(yīng)用于部分乘用車,包括一款新車,主打性價(jià)比;
第二步是鎳錳材料,比如2/3鎳和1/3錳,應(yīng)用于主要的乘用車和儲(chǔ)能;第三步到絕對(duì)意義上的高鎳,應(yīng)用于皮卡和卡車。
馬斯克表示,在能源密集型車型(Cybertruck/Semi)中,特斯拉將使用100%鎳支撐,而其他車型將使用鎳與其他化學(xué)物質(zhì)的結(jié)合。這確保了大批量生產(chǎn)是可能的。馬斯克再次重申,他希望更多的人開采鎳。
另外,特斯拉將在美國(guó)建立正極材料工廠,并將在那里建立鋰轉(zhuǎn)換工廠。因?yàn)榭梢詼p少80%的運(yùn)輸成本。
馬斯克強(qiáng)調(diào),鋰是一種廣泛可用的資源,是地球上最常見的資源之一。特斯拉已經(jīng)獲得美國(guó)內(nèi)華達(dá)州一個(gè)面積1萬英畝土壤含鋰礦的開采權(quán)。僅內(nèi)華達(dá)州就足以為美國(guó)所有車輛提供電力。
此外,特斯拉還計(jì)劃布局上游資源和電池回收,來降低成本。
特斯拉將在內(nèi)華達(dá)州的一家工廠開始進(jìn)行電池回收。當(dāng)前,特斯拉和其他公司依靠第三方提供商提供此回收服務(wù)。長(zhǎng)期計(jì)劃將使特斯拉從舊電池中制造出新電池,從而改善環(huán)境影響。
在正極材料技術(shù)上的創(chuàng)新以及自建正級(jí)材料工廠和進(jìn)行電池材料回收等舉措,使得成本可以下降12%。
5、電池整車一體化:成本降低7%
未來推動(dòng)汽車車身一體化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。同時(shí)pack結(jié)構(gòu)需要優(yōu)化。在新的電池包設(shè)計(jì)中,用更好的方式粘合,使得結(jié)構(gòu)更加緊湊。
馬斯克表示,將把電池直接內(nèi)置在汽車結(jié)構(gòu)中,這項(xiàng)創(chuàng)新的靈感來自飛機(jī)機(jī)翼上的油箱。結(jié)構(gòu)電池將減輕車輛的整體重量。這將減少所需零件的總數(shù)(減少370個(gè)零部件)并加快生產(chǎn)速度。電池與車身更好的結(jié)合,可以減重10%,可能能帶來14%的續(xù)航增加。這一環(huán)節(jié)可以降低成本7%。
小結(jié):
馬斯克表示,如果這五部分的創(chuàng)新都能兌現(xiàn),續(xù)航能力將提高54%,成本將下降56%,超級(jí)工廠的投資將下降69%。實(shí)現(xiàn)部分目標(biāo)將需要12-18個(gè)月,完全實(shí)現(xiàn)則需要大約3年。
基于此,馬斯克稱,馬斯克稱,約三年后,特斯拉有信心制造售價(jià)2.5萬美元的全自動(dòng)駕駛汽車。
不過,馬斯克也表示,此次活動(dòng)所展示的部分技術(shù)只是“接近于可用”(close to working)。這些技術(shù)確實(shí)能用,但是目前仍然無法大規(guī)模生產(chǎn),特斯拉已在加州設(shè)立了一個(gè)試驗(yàn)工廠,來解決目前依然面臨的問題,“前面有很明顯的成功道路,但是目前要達(dá)到那里依然有大量工作要做。”