特斯拉“电池日”大猜想:马斯克将用哪些大招震惊世界?

财联社 2020-09-16 08:50

财联社(上海 编辑 刘蕊)讯,北京时间9月23日3:30,万众瞩目特斯拉的“电池日”活动将会在特斯拉年度股东大会后举行。这两场活动将在特斯拉加州工厂举行,并进行线上直播。今年1月,马斯克曾表示这次“电池日”活动将是“特斯拉历史上最激动人心的一天。”上周,钢铁侠再次预告:“电池日当天将会揭晓很多激动人心的事”。

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目前已经确定的是当天特斯拉将公布财报数据以及上海、柏林超级工厂的状况和未来计划,但这些显然不会是钢铁侠所称的“激动人心的事件”。真正能令市场激动的事情在于电池本身:特斯拉能否推出实现百万英里电池的承诺?能否通过硅纳米线技术或干电极技术大幅提高电池能量密度?亦或者能否通过Roadrunner项目降低电池生产成本?

无论特斯拉公布了哪一方面的进展,都将是一项革命性的技术突破。可以毫不夸张的说,“电池日”这一天不仅将揭示特斯拉未来走向,更可能改变整个电动车行业未来的命运。

第一大疑问:能否推出百万英里电池?

早在去年4月,马斯克就承诺要开发出能持续一百万英里(约161万公里)的电池,这意味着新电池寿命将比目前的电池(40万-80万公里)提高一倍。百万英里电池将大大降低电动汽车制造成本,同时汽车持有成本也会降低,从而为特斯拉提供巨大的竞争优势。瑞银分析师指出,百万英里电池可以在未来三年为每辆汽车节省2300美元。

去年6月,特斯拉电池专家杰夫·戴恩(Jeff Dahn)团队发表了一篇论文,其中提到,特斯拉新型电池是一款锂电子电池,将具有下一代“单晶”NMC阴极和新的高级电解液,这就为特斯拉的“百万英里电池”设想提供了技术支撑。相比现代传统电池,这款新型电池的充电生命周期提升到4000次,电池生命周期内的汽车续航里程也将因此突破100万英里。

当然,在“百万英里”电池道路上并非后无来者。此前,宁德时代宣称研发出了 124 万英里寿命的电池。今年5月,通用汽车高管也表示,通用在开发百万英里电动汽车电池方面已接近成功。不过,韦德布什(Wedbush)分析师丹尼尔·艾夫斯(Daniel Ives)表示,这个问题的关键点更多的在于规模和范围,“其他厂商也都可以声称开发出了百万英里电池,但是目前只有一个工厂能够真正实现大规模生产,那就是特斯拉的上海工厂。”

今年6月,外媒报道特斯拉扩大了Skunkworks(臭鼬工厂)实验室的场地,以增加电池试点生产线。而外界推测这个实验室所研发的新的锂离子电池就是特斯拉此前透露的“百万英里”电池。这样看来,在本次“电池日”活动上,万众瞩目的百万英里电池似乎已经呼之欲出了。

分析人士猜测,在电池日当天,特斯拉可能会发布Model S和Model X的新版本,甚至可能在新版本汽车上直接应用这种新型的电池。

第二大疑问:硅纳米线还是干电极技术?

对于电动汽车的电池来说,除了提高电池寿命以外,更关键的在于提高电池能量密度,因为这将直接决定电动汽车的续航能力。

自去年2月特斯拉以 2.18 亿美元溢价55%收购超级电容器领军制造企业Maxwell后,市场普遍预测特斯拉会利用Maxwell的看家本领“干电极技术”来实现特斯拉电池在能量密度方面的技术突破。

在常规的电池制造中,制造商通常需要在电极箔上涂上具有粘合剂的溶剂与负极或正极粉末混合后的湿浆并干燥。而所谓“干电极技术”,就是不需要涂抹湿浆,也就不需要使用溶剂。这样就可以加快电池制造速度,降低电池制造成本,而且更重要的是,通过这一技术可以使电池的能量密度提升20-30个百分点以上。

特斯拉Model 3中使用的当今电池的能量密度约为260 Wh / kg,而Maxwell曾表示,用干电极技术制成的三元锂电池电芯单体能量密度最高可达到500Wh/kg。

不过,在8月末特斯拉公布“电池日”活动的邀请海报后,市场上又出现了新的猜测。

这张海报的背景图上的点阵线条图案被认为是一种新电池材料——硅纳米线的结构图,这就让人们出现了新的猜想:难道特斯拉是准备推出硅纳米线电池吗?

所谓硅纳米线,就是一种新型的半导体纳米材料,它解决了普通硅材料容易膨胀破裂的问题,而同时又能储存比常规的电池材料石墨多十倍的的电能。如果将其应用创造出新型电池,可以使电池密度提高50%。

进一步加强人们猜测的是网上曝光的一张特斯拉工厂图片。图片显示,硅纳米线电池阳极材料的专利技术商Amprius正位于特斯拉在加利福尼亚的弗里蒙特工厂附近,而后者也是特斯拉即将举办的“电池日”活动所在地。这暗示特斯拉可能和Amprius就硅纳米线技术展开合作。

究竟是“干电极 ”还是“硅纳米线”?无论是哪一项技术,都意味着特斯拉电池的能量密度将出现飞跃性的突破。而且马斯克此前曾表示,400Wh/kg的能量密度是电动飞机可行的条件。如果新型电池的能量密度能够突破到这一水平,是否意味着特斯拉对于电动飞机的开发也可以提上日程了?

第三大疑问:能否依靠自制电池降低成本?

除了寿命和续航以外,制约电动车普及的第三个因素就是电池的制造成本高昂。根据彭博数据显示,2019年全球电动车的电池成本约为156美元/kWh,这较数年前已经有了长足进步,但在没有补贴的情况下电动车售价仍然比燃油车要贵。

特斯拉此前的电池供应主要依靠和其他电池公司的合作,比如在内华达州超级工厂主要依靠和松下合作,而在上海工厂则依靠和LG化学及宁德时代的合作。此前马斯克不止一次提到这一模式使得电池成本太高了。今年2月,外媒曝光特斯拉在开启“Roadrunner”项目,目标是采用“用机器来制造机器”策略自制电池,降低电池生产成本至100美元/kWh,这意味着电动车的价格将可以降到和燃油车相当的水平。

去年下半年,特斯拉收购了加拿大精密设备公司Hibar,后者以自动化电池制造和工艺设备闻名,产品线覆盖了完整的电芯生产流程。

今年以来,特斯拉不断扩建在弗里蒙特市的工厂,同时大量招聘电池制造工程师。马斯克甚至透露,“电池日”当天的活动将包括参观特斯拉内部的电池生产设施,可见特斯拉的自制电池只差在临门一脚了。

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第四大疑问:究竟有没有无钴电池?

今年初,特斯拉在用“无钴电池”概念吊足了市场胃口之后,但最终公布的答案令业内人士有些失望——原来所谓”无钴电池“并非剔除了三元锂电池中的钴,而仅仅是选择和宁德时代合作,使用了另一条技术赛道上的磷酸铁锂电池。

所谓无钴电池,通常被认为是指剔除镍钴锰三元锂电池中的钴成分。因为钴本身矿储量较小且产量不稳定,如果能够剔除钴将很大程度上降低电池的成本。而磷酸铁锂电池尽管也没有使用钴,成本也较低廉,但是本身能量密度不如三元锂电池,因此在电动车应用上还是会受到一定限制。

今年6月16日,特斯拉与嘉能可达成协议,每年将从后者采购6000吨钴,用于上海工厂以及计划中的柏林工厂。这或许暗示特斯拉至少短期内技术道路上未能取得突破,仍无法完全实现无钴。

不过,在市场驱动下,降低三元锂电池中钴含量的趋势依旧存在。在本次发布会上,如果马斯克的新电池能够将三元锂电池的钴含量降低一定程度,就意味着电池成本将大幅降低,这仍将是一个令人激动的突破。

其他猜想

关于本次“电池日”还有不少猜想。虽然很多和电池技术本身并不紧密相关,但也很可能出现在发布会上。

特斯拉转型电力公司?

早在去年年,马斯克就曾表示,其旗下的Tesla Energy预计成为一家分布式的全球供电公司,其增长甚至可能超过汽车业务。

今年特斯拉推出全新产品Autobidder,并且已经在英国正式获批为电力公司。简单地说,Autobidder就是一个能源管理系统,它可以使拥有太阳能电池板的电池农场所有者和房主能够自主管理能源。特斯拉表示,Autobidder管理着数百兆瓦时的资产,可以在全球范围内提供了数十亿瓦时的电网服务。

在本次发布会上,马斯克可能会透露特斯拉在欧洲甚至全球范围开展分布式电力业务的规划。

柏林超级工厂?

据外媒报道,马斯克计划在电池日上公布特斯拉柏林超级工厂的造车计划。在造访柏林超级工厂时他透露,“柏林工厂的造车设备在核心技术设计上是完全的脱胎换骨。”据称柏林超级工厂将包括先进的汽车油漆车间、色彩实验室、新厂屋顶建设Rave大型沉浸式虚拟仿真系统等,甚至有可能直接在柏林超级工厂生产电池但具体重磅消息还有待“电池日”当天揭晓。

或者其他…

除了前文,特斯拉给市场的猜想还有太多:会不会公布新的超级充电桩?会不会有新版本的Model S和Model Y?或者完全出乎人意料的新产品??

或许出于与美国证监会(SEC)的保密协议,马斯克迄今为止都还守口如瓶。种种悬念,或许我们只能等到“电池日”当天才能揭晓了。


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