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拳打燃油车脚踢电池厂?特斯拉发布自研全新电池,豪赌下一个十年

拳打燃油车脚踢电池厂?特斯拉发布自研全新电池,豪赌下一个十年
2020-09-24 16:06:11 前瞻经济学人APP

北京时间9月23日凌晨4点,受疫情影响几经延期的2020特斯拉股东大会暨“电池日”终于来了!

此前,马斯克早早就开始为这个大日子造势了,说届时将会有许多“惊喜”要公布。马斯克一则有关“‘电池日’新品2022年才能大量生产”的推文甚至令特斯拉股价大跌近8%。

一时间,各种有关特斯拉即将放大招的猜测铺天盖地而来,也令外界对“电池日”新品充满了好奇。

不过,马斯克这次确实没有骗我们。新品堪称一次电池革命,不仅改写了电动车历史,甚至大有令燃油车彻底退出历史舞台的趋势。

(特斯拉露天发布会)

全新4680无极耳电池

这就是特斯拉昨日凌晨重磅发布的新品。

如果你恰好了解到,这是特斯拉首次针对电池技术举办的发布会,大概也就能明白这款电池所具有的开创性意义。

马斯克在发布会上表示,目前电池生产面临最大的两个问题,一是电池规模有限,以及价格依旧过高。为了突破这个瓶颈,特斯拉需要在降低成本的同时提高能量密度。

4680无极耳电池,就是特斯拉给出的解决方案。

新电池尺寸为46毫米x80毫米(因此被称为4680)。相比之下,目前特斯拉Model 3使用的是21毫米x70毫米的2170电池。据悉,长度增加、直径变大,可以让4680的能量密度提高5倍,功率提高6倍,续航里程提高16%。

同时,4680每千瓦时的成本降低了14%。要想与燃油汽车相当,每千瓦时电池生产成本要降至100美元左右,特斯拉的4680非常接近这一目标。

不过,跟其他大体积电池的设计一样,4680也面临着热管理的问题,但是,圆柱形的4680可直接脱掉了“衣服”来散热!

新电池通过改进电池设计,电池制作工艺,阳极材料,阴极材料和车体整合等五大方向实现提高续航里程的同时又降低成本。

● 电池设计:在设计方面,无极耳设计是新电池的一大亮点。无极耳电池与传统锂电池相比,电池两端不再有凸起的极耳。此设计可显著降低发热量,解决高能量密度电芯的散热问题,并提高充放电峰值功率。

● 电池制作工艺: 特斯拉电池工厂的生产工艺也迎来革命性的变化,现在的电池生产看起来更像在灌装可乐。马斯克介绍,这一灵感来自饮料灌装生产线。

特斯拉还构建了新的生产线,拥有此前生产线7倍的生产能力,可显著提升生产效率,同时每千瓦时产能的投资成本下降75%,为快速扩张生产规模提供有利条件。

● 阳极材料:特斯拉还将使用新的材料设计能够承受阳极损耗的电池。由于硅的成本很低,这一环节可以将成本降低 5%。、

● 阴极材料:阴极材料对提升能量密度至关重要。在阴极方面,特斯拉正在从钴转向镍。镍电池的价格比钴电池的价格低15% 。

● 车体整合:特斯拉还将推动整车一体化设计,实现电池与车身更好的结合。这一车身架构将提升14%的续航里程,将整体结构减重10%,并减少79个零部件。

从“灌装可乐”生产线,再到无钴电池等材料升级,不得不说,全新无极耳电池极有可能引领新能源汽车行业的新一轮技术性变革,也给了传统汽车行业致命的一击。

不过也正如文章开头所说,这款电池还没这么快量产,最快要等到2022年。但它将会对Semi,Cybertruck和Roadster的长期生产带来重大影响。

凭借新电池,特斯拉有望推出史上最便宜电动汽车

特斯拉动力系统和能源工程副总裁 Drew Baglino 表示,如果上面所有的新技术和新改良手段都能实现,特斯拉电池的里程将提升54%,成本将降低56%,每GWh产能的投资将下降69%。

得益于成本的大幅降低,马斯克在发布会上透露了一辆即将在未来3年面世的新车,售价仅为25000美元(约合17万人民币),这也会是特斯拉史上最便宜的一辆电动汽车。

马斯克表示,无极耳电池以及电池内部材料的更换,将使特斯拉的每千瓦时价格“减半”,从而让电动汽车的价格与燃油车大致相同。

实际上,高成本一直是制约电动汽车大规模普及的主要因素之一。

据麦肯锡公司的一份研究报告称,目前EV电动汽车的生产成本与同等中小型内燃动力汽车相比要高出12000美元。而众所周知,电动汽车中最关键零部件为动力电池,动力电池系统约占汽车总成本的40%,由此降低电池成本成为整车降本的关键。

若上述电池技术能落地,特斯拉产品售价可以继续下探,其性价比可能会接近甚至超过燃油车。

此外,伴随着特斯拉的产品矩阵不断扩大,电池需求量也将大幅增加。据特斯拉现场公布的规划,除了从松下、LG和宁德时代等合作方处采购,仅特斯拉自主生产的电池在2022年要达到100GWh,2030年是3TWh(3000GWh)。

作为对比,2018年,特斯拉和松下在内华达州的生产线上,仅实现了150GWh的电池产能。

电池革命背后凸显的是特斯拉的野心

这些年来,随着电池成本总体的大幅下降,彻底改写了行业竞争的曲线,马斯克相信,燃油汽车很快就会走上蒸汽机的道路。

而自研电池对特斯拉而言,不仅将实现“加速世界向可持续能源转变”的愿景,而且还有望真正取代燃油车。

创立特斯拉之初,马斯克就曾坦言,特斯拉的目标并不是造车,而是加速世界向可持续能源的转变。早在2004年,马斯克就提出了特斯拉三步走战略:先造高端跑车,再造更便宜销量中等的车,最后造更具经济性的畅销车型,同时提供零排放发电选项。

电池革命将是成就特斯拉宏图霸业的重要支撑。

一直以来,特斯拉的纯电车是极度依赖电池厂商,但随着车企和电池制造商之间的关系愈发敏感,特斯拉决心做出改变--自研电池,开始电池革命。

2018年,马斯克就在特斯拉自动驾驶投资者日的演讲中提到过特斯拉的目标,是要生产整车成本低于3.8万美金、电池运行里程160万公里的车辆、3.5英里/kWh的超低能耗的电动车。

为此,特斯拉找来了锂电池专家、加拿大皇家科学院院士Jeff Dahn担任特斯拉首席科学家,旨在开发寿命更长,能量密度更高、成本更低的锂离子电池。2019年,Jeff Dahn及其团队发布了一篇论文。他们在其中描述了这种长寿命的电池。这种电池将使得特斯拉的机器人出租车和长途电动卡车具有可行性。

同年,特斯拉以每股4.75美元的价格溢55%收购了能源技术公司Maxwell Technologies,该交易对后者的估值达到2.18亿美元。

2020年2月27日,外媒曝光了特斯拉秘密电池项目Roadrunner,特斯拉目标是将电池的成本降到100美元/kWh(2008年Roadster约1200美元/kWh,Model 3约125美元/kWh)。该项目将采用特斯拉内部团队的研发技术,包括Maxwell的技术。

在电池革命的加持下,特斯拉掌握的核心技术有可能对电池头部玩家带来冲击,同时离它取代燃油车也越来越近。因为要实现后者最基础的目标就是降低成本和提高续航里程。

美国能源部曾提出将电池成本的目标定位为100美元/kWh,一旦达到这个水平,电动车的价格就可以和燃油车达到同一个水平。据外媒Electrek报道,特斯拉内部的电池项目Roadrunne,就是以大规模量产成本100美元/kWh 的新型电池为目标。

另据国内研究机构分析,电动汽车的续航里程至少要在400km以上,才能缓解消费者的里程焦虑。

以国产Model 3为例,国产Model 3标准续航版的续航里程为445km,长续航版的续航里程为668km。而Model X的续航里程最低为550km,Model S的续航里程甚至达到660km。因此保守估计,在新电池的加持下,新款电池汽车里程应该不会低于400km。

结语

电池日经常被认为是特斯拉股价飙升的“催化剂”。但今年的情况显得有些特殊。由于新电池要到三年后才能全面生产,且马斯克并没有提及外界期盼已久的“百万英里”电池,令投资者大失所望。

发布会之后,特斯拉股价下跌7.6%,市值缩水300亿美金,约合2033亿人民币。

但作为电动汽车行业的领军者,特斯拉一直在刷新行业的天际线,成为行业的风向标。我们有理由相信,特斯拉能够继续站在产业变革的前端。

“对于特斯拉来说,我们不是一家慢慢来的公司,而是要加快一切我们的节奏。”电池日发布会临近尾声,马斯克总结道。

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