马斯克 电池成本 马斯克谈燃料电池

业界 | 2022-09-07 10:53:56| 23

9月7日,特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)希望到2030年每年销售2000万辆电动汽车。秘密在于突破性的新电池技术,这将有助于将电池成本削减一半。然而,许多专家质疑马斯克的预测时间表过于乐观。

许多接近特斯拉的电池专家都赞同马斯克的观点。他们表示,通过使用更大的电池和新的干电极涂层工艺,特斯拉可以将电池成本削减一半,从而将美国电动汽车的起步价降低8%。但坏消息是,特斯拉的技术开发进程还有很长的路要走。

专家解释说,这是因为在特斯拉4680电池中,用于生产这种更大电池的干涂工艺是一种全新的技术,尚未得到验证,以至于该公司在扩大生产规模和大幅削减成本方面遇到了困难。一位专家表示:“特斯拉还没有做好量产的准备。”

尽管如此,特斯拉在过去两年中在降低电池生产成本方面取得了重大进展,这可能有助于增加利润,扩大与大多数电动汽车竞争对手的领先优势。

马斯克降低电池成本和提高电池性能的承诺被投资者视为特斯拉寻求新时代的关键。在这个新时代,特斯拉即使卖2.5万美元的电动汽车也能盈利,甚至可能最早在2030年实现这一目标。

电池是大多数电动汽车中最昂贵的部件,因此制造低成本高性能的电池部件是生产大众化电动汽车的关键,可以在价格上与内燃机汽车正面竞争。

特斯拉是少数几家可以自己生产汽车电池的大型汽车制造商之一。通过在美国工厂生产Y型电池,其汽车有资格在美国获得税收抵免。相比之下,它的许多竞争对手的电动汽车可能不再享有这一资格。

马斯克太乐观了?

业内人士预测,特斯拉可能很难在今年年底前完全采用新的干涂工艺,而是要等到2023年。

锂离子电池的共同发明人、2019年诺贝尔奖获得者斯坦·惠廷翰(Stan Whittingham)认为,马斯克对这项新技术商业化的时间表过于乐观。他说:“我认为他最终会解决这个问题,但不会像他说的那么快。此外,我们还需要大量时间来测试新技术。”

今年8月,马斯克告诉特斯拉股东,到2022年底,该公司将量产4680块电池。但据专家称,到目前为止,特斯拉只能将4680电池的成本降低2000至3000美元,这大约是计划成本节省的一半。知情人士称,特斯拉希望通过大幅削减制造成本和一次性资本支出来节省5500美元。

但他们表示,这些节省主要来自4680电池的新设计,比特斯拉目前使用的2170电池更大。然而,降低成本的核心是干涂技术,马斯克称之为革命性技术,但短期内很难投入实际应用。

特斯拉在2019年斥资2亿多美元收购了Maxwell Technologies,从而获得了干涂电极工艺。总部位于圣地亚哥的Maxwell主要生产超级电容器,为相机、手电筒等需要快速供电的设备储存能量。

基于麦克斯韦尔的技术,特斯拉今年开始生产4680块电池,首先是在加州弗里蒙特工厂附近的试点工厂,最近是在德克萨斯州奥斯汀的新全球总部。

业内最佳

干涂工艺使特斯拉放弃了更古老、更复杂和更昂贵的湿涂工艺。后者价格昂贵,因为它需要大量的电力、机械、厂房空房间、时间和劳动力。

为了通过湿法涂覆电极,电池制造商需要将这些材料与有毒的粘合剂溶剂混合。一旦涂层,电极将在一个大烘箱中干燥。在此过程中,蒸发的有毒溶剂需要处理和回收,所有这些都增加了成本。

采用干涂工艺,电极可以涂上不同的粘合剂,几乎不需要液体,所以不需要干燥处理。这意味着生产过程更便宜,更快,对环境的危害更小。

特斯拉表示,由于新的生产工艺更简单,这种工艺使特斯拉能够削减三分之一的资本支出,并将工厂占地面积和能源消耗减少到湿法工艺所需的十分之一。

然而,据消息来源称,该公司在将这项技术商业化方面遇到了困难。麦克斯韦开发了超级电容器的干法涂层工艺,但电动汽车电池的涂层电极面临着更大、更厚的挑战,这使得它们难以在大规模生产中保证质量。

知情人士表示:“特斯拉已经能够小批量生产新电池,但当他们开始扩大生产规模时,公司最终得到了大量废品。与此同时,电池的产量也很低,以至于失去了预期的新工艺的所有可能的成本节约。”

知情人士还透露,如果实现更大电池的干涂工艺和所有潜在效率,4680电池组的制造成本应该会降低5000美元至5500美元,这大约是2170电池组成本的一半。

然而,不断上涨的电池材料和能源成本给这些预测带来了风险,特斯拉也未能像马斯克承诺的那样大幅提高新电池的能量密度或容量。尽管有这些缺点,特斯拉预计,在可预见的未来,4680电池将成为行业内最好的电动汽车电池。

增加电池容量

专家表示,到目前为止,4680电池已经节省了2000到3000美元的成本,这在很大程度上归功于其他方面的改进。事实证明,使用更大的电池特别有效。480电池的体积是2170电池的5.5倍。较老的圆柱形电池直径21毫米,高70毫米,因此得名。4680电池直径46毫米,高80毫米。

知情人士称,使用较旧的技术,特斯拉需要约4400个电池为Model Y供电,需要焊接17600个点(每个电池4个)才能将这些电池集成到汽车可用的电池组中。但是4680电池组只需要830节电池,特斯拉改变了设计。每个电池只有两个焊点,焊点数量减少到1660个,大大节约了成本。

更简单的设计也意味着更少的连接器和其他组件,这使得特斯拉进一步节省了人力成本和机器时间。

另一个提高效率的地方是,更大的电池使用了更坚固的外壳。特斯拉现在可以用粘合剂将电池粘合在一起,形成更坚硬的蜂窝组件,然后直接连接到Model Y的内部车身结构上,据知情人士称,这省去了将电池捆绑成更大模块,然后安装到汽车上的中间步骤。

知情人士称,通过转向这种简单的设计,特斯拉可以将传统的1200磅电池组减轻25公斤以上,每个电池组可以节省大约500美元至600美元的成本。

然而,要掌握干涂技术仍然不容易。知情人士表示:“增加电池体积对提高生产效率有很大帮助,但推动整体电池成本节省50%则是另一回事,这将取决于特斯拉能否在其工厂成功部署干涂工艺。”(小小)

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