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无钴电池只是一个幌子?“椰汁罐”大电池才是重头戏!| 聚焦

 车聚网 2020-10-17

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言 | 他是一个公关专家

9月22日,特斯拉将召开“电池日”,并于太平洋时间13:30开始网络直播,折算成北京时间为9月23日凌晨4:30。

值得注意的是,这个“电池日”将紧接着特斯拉的年度股东大会之后举行。这个创意,是延续了2019年4月特斯拉独立出来的“自动驾驶大会”。只不过因为疫情,才从今年4月推迟到了9月。


早在9月11日,Elon Musk就在推特上预告:9月22日的电池日,将会有很多激动人心的事揭晓。截止目前,已经收获了17万的点赞。

那么,这个上至华尔街精英、下到普通粉丝,西到欧美、东到中国都在关注的“电池日”,到底会发布什么重要信息呢?

按照目前流传的信息,特斯拉的新电池几乎把电池每一个部位都重造了。

| 外形:采用了尺寸更大的54980电芯,俗称:椰汁罐电池(Biscuit Tin)。
| 正极:单晶镍钴铝技术,仍然使用钴元素,并不是之前传闻的无钴电池。它的俗称是“百万公里电池”,即可以随车使用100万公里。

| 负极:硅碳纳米线材料(Silicon Nanowire),材料供应商为Amprius,目的是将电池能量密度进一步提高到400Wh/kg;

| 电池工艺:采用Maxwell干电极技术,正负极不使用溶剂,能量密度提升50%至500Wh/kg,成本降低10-20%,有可能加入超级电容和预锂化技术;

| 电池工艺:无耳电极(cell without a tabless electrode),取消正极/负极的极耳,减少了电流沿着正负极路径流到外部的电阻。

| 电池制造:2022年,采用全新工艺的Austin工厂投产新电池,最终目标100GWh。

一、54980大电池,像椰树椰汁那么大?

Model S上的电池型号是18650,即直径18mm,高65mm。Model 3上的电池是21700,即直径21mm,高70mm。看的出,特斯拉的电池一直在变大。

因为更大电池,会有更大容量,更低价格。
外媒Electrek很早就曝光了一组新电池的图片,两张图略有差别,但整体仍呈圆柱形,且体积明显大了很多。最后的定妆照,大家再等待几个小时就会看到。

至于尺寸,英国网站Benchmark Minerals的总裁Simon Moores推测,新型电池直径54mm,高98mm,像一个Biscuit Tin(饼干罐)。

车聚君看了下尺寸,去楼下买了一听椰树牌椰汁,发现直径一模一样,都是54mm,只是椰汁罐高133mm,比特斯拉新电池高了1/3。

因此,我们可以昵称它为“椰汁罐电池”(粗度一样,只是高度到美女的下巴部位)。

那,新电池的体积有多大呢?

18650的体积是16立方厘米,21700是24立方厘米,增加了47%;而到了54980,体积暴增到224立方厘米,增加了8倍。

就是说,它从一节2号电池,突然变成了一罐椰树椰汁。

更大的电池体积,将有利于新材料的应用,以增加能量密度;同时更易组装,减少整个Pack的成本。

当然,特斯拉对电池的降本,是全方位的。

它被曝光申请了一套“无耳电极”技术(a new battery cell with a tabless electrode)。

无耳,就是没有极耳。极耳,是从电芯中将正负极引出来的金属导电体,相当于正负两极的耳朵,担当充放电时的接触点。这个接触点不是电池外表的铜片,而是电池内部的一套连接。极耳在正极使用铝,负极使用镍,由胶片和金属带两部分复合而成。

特斯拉取消极耳,可以减少电芯内部电路的电阻,提高性能和效率。当然,还能节省材料成本,缩短制造流程。

所以这些电池的革新,在特斯拉有一个专门的项目:Roadrunner Project。车聚君不知道怎么翻,跑路者计划?

但可以确定,这个计划的使命是重新设计、制造特斯拉自己的in-house电池。目的是降低成本、改善性能、促进生产效率、增加和其它电池供应商谈判的筹码。

再往大里说,也或许是特斯拉构建一个能源帝国的冰山一角。

因为特斯拉正与加拿大矿业公司Giga Metals就开采一座大型矿场进行谈判,该矿场可为特斯拉提供低碳镍。另一家加拿大矿业公司Canada Nickel也宣称与特斯拉进行了接触,并准备建立一个可以加工零碳镍的工厂。

如果这些计划都能实现,那么Elon Musk则会建立一个像福特Rouge工厂一样的制造基地,从矿石到车辆都集成在一个片区,高度垂直整合以降低成本。当年,福特就是靠这个基地把T型车,源源不断开出生产线,超过通用称霸美国。

只不过,特斯拉希望生产电动车,彻底颠覆人们对能源的使用方式。

二、所有的目的,降低电池成本?

现在Model 3的电池成本是多少呢?

2019年初时,一位美国车主因碰撞更换Model 3电池时,发现账单上的电池包价格是13,500美元。以25%的毛利率算,电池包的成本为10,125美元。

2019年4月13日,马一龙又发推:Replacing modules (not pack) will only cost $5k to $7k. (替换Model 3的电池模组,成本只需5000-7000美元)。

Model 3有4个电池模组,他称只要换2-3个模组就能让整辆车行驶100万英里。那么对应的一个模组的价格为2300-2500美元,整个电池包的成本也是10,000美元出一点头(整个电池包除了4个模组还有其它配件),和上面美国车主的电池包成本推算,基本一致。

那Model 3电池包的单位成本是多少呢?

仍以上面美国车主为例,他的车是一辆62kWh的中续航版本,那么可以推出当时Model 3的电池包成本为163美元/kWh。现在一年半过去了,车聚君粗略估计Pack成本差不多降到了140美元/kWh左右。

至于电芯的单位成本,外媒据此推算在100美元/kWh左右。

还是那个Simon Moores,今天发推说:如果特斯拉的电芯成本从现在的97-120美元/kWh,降到电池日上宣布的85-90美元/kWh,你也别太惊讶。

Simon Moores预测,这种新型大电池将在德克萨斯州首府奥斯汀(Austin)的特斯拉超级工厂生产。投产日期为2022年,主要装配于Cybertruck、Semi等需要大容量电池的新车。待Model 3、Model Y在那里投产后,也会在改款中应用这种大电池。

这与特斯拉的说法基本一致。

Elon Musk在9月22日上午发微博:电池日发布的内容,将会影响特斯拉的长期生产,特别是Semi、Cybertruck、Roadster。但对于批量在产的车型来说,直到2022年才会应用这些新技术。

据称,奥斯汀超级工厂所占空间将比内华达超级工厂小大约30%,主要原因是采用了新型的制造设备。这在短期内将增加固定成本,但中长期看,可提高生产效率,避免Model 3投产初期的“产能地狱”。关键是,还能降本。

9月22日下午3点多,Elon Musk又发布了一条微博:

“大家可能还不了解扩大新技术生产规模的极端困难性,它比制造一些原型产品要困难10到100倍。而制造机器的机器也要比机器本身复杂困难得多。”

有消息称,电池日上公布的全新制造技术,会率先应用到正在建设中的柏林工厂。并称,这家全新的超级工厂将重塑汽车制造业,带来一个颠覆性的新思路。

具体哪种颠覆,仍然需要我们再等几个小时。

车聚小结

其实,电池日据说将公布5-6项重大技术。车聚君只能走马观花给大家一个粗浅的介绍,其中有很多是外媒和我们自己的猜测,最终以官方发布消息为准。

不管怎么说,电池日已经成为一个业内大事。

大众近日宣布:在美国,购买了ID.4纯电动车的车主,可以在指定的充电站享受3年不限量的免费充电服务。

这场没有硝烟的大战,还没有开幕已经爆发了。

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