鉅大LARGE | 點擊量：484次 | 2021年06月09日
未來傳統(tǒng)車企將不復(fù)存在 電池日是一場電動汽車的成本之戰(zhàn)
北京時間9月23日凌晨，2020年特斯拉電池日如期在特斯拉加州工廠舉行，電池日上，馬斯克正式官宣其劃時代的無極耳電池將在未來進行量產(chǎn)，電池創(chuàng)新將以高鎳無鈷為最終目標，并實現(xiàn)多角度的成本下降。
在此之前，特斯拉電池日已經(jīng)成為社交媒體熱議的話題，雖然多次的延期加無限的炒作讓活動本身失去了意義。但是，實際上，每一個人都期待馬斯克這一次的“瘋狂”顛覆人們的認知，事實上，馬斯克比我們想象的還要瘋狂，在最后的QA環(huán)節(jié)，馬斯克甚至說，未來傳統(tǒng)車企將不復(fù)存在。
有如此的豪言，不僅是有創(chuàng)新產(chǎn)品的支撐，更重要是在整車制造、電池制造等方面有較大幅度的成本下降，并且馬斯克表示未來還有成本下降的空間存在，那么我們就來看看，特斯拉電池日上，馬斯克都宣布了哪些新產(chǎn)品，大幅度降低的成本都出自哪？
在電池日發(fā)布會前，基于電池日宣布的所有產(chǎn)品，馬斯克表示會對長期生產(chǎn)有所幫助，特別是Semi，Cybertruck和Roadster，但他也表示所有的產(chǎn)品都要到2022年才能實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
本應(yīng)是體育大年的2020，歐洲杯、美洲杯、東京奧運會三個重頭戲都因突如其來的新冠“疫情”而延后舉辦。讓本應(yīng)在凌晨四點守候在電視機前看總決賽的人們不知所措，而今天我們都聚焦在特斯拉“電池日”的直播前，猶如總決賽般讓人期待。在“鋼鐵俠”馬斯克的演講中，無極耳電極電芯、干電極、無鈷/低鈷電池（含高鎳）等最新的自主研發(fā)產(chǎn)品被推向商業(yè)化的進程中。
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1Twh等于1萬億瓦時
電池日開始，特斯拉首先表示化石燃料必定會消失殆盡，風力、太陽能占全美發(fā)電的76%，如何進行可再生能源的完全利用，馬斯克表示普遍的實現(xiàn)方法有可能還要20年，而特斯拉的步幅將會加快。特斯拉從建立至今累計交付約100萬輛產(chǎn)品，合17Twh。馬斯克表示價格便宜和更高儲能的技術(shù)會幫助可持續(xù)能源的發(fā)展。
在電池日上，馬斯克表示特斯拉今后將以Twh作為計量單位，以衡量特斯拉的進步與發(fā)展，未來特斯拉將目標定到生產(chǎn)150Twh。
但是要達到這個目標，馬斯克表示并不容易，目前，電池的生產(chǎn)100Twh需要135家超級工廠才能實現(xiàn)目標，他認為這不是成本和資金方面的問題，而是努力的問題，馬斯克就像此前在社交媒體上表達的一樣，這需要機器，并且需要打造機器的機器。
另一方面，馬斯克認為車輛單價應(yīng)該更加優(yōu)惠，但是目前特斯拉并沒有可擔負起這個任務(wù)的車型。而如何做到電池成本下降，減少電池生產(chǎn)步驟中的成本，實現(xiàn)并提升電池里程轉(zhuǎn)換率，都是要關(guān)注的。另外目前特斯拉在電動汽車市場中的占有率出現(xiàn)了瓶頸，馬斯克表示“這是電池生產(chǎn)的問題”。
4680電池
兩年前的2018年，特斯拉的股東大會提出了一項關(guān)于未來兩年減少電池成本的計劃，計劃主要包括通過尖端的化學(xué)電池以及更有效的生產(chǎn)方式，使電動汽車實現(xiàn)整體價格在與內(nèi)燃機汽車的競爭中占據(jù)上風，馬斯克表示不僅僅要做到價格上有優(yōu)勢，而且要在制造成本與高效能上都要比內(nèi)燃機技術(shù)更有競爭力，他表示，電池的成本決定歷史使命。
在今年電池日上，降低制造成本貫穿于整個發(fā)布會。而為了達到降低成本的目的，特斯拉自研的Roadrunner系統(tǒng)所生產(chǎn)的新電池以絕對革新的歷史定位被推出，它采用無極耳設(shè)計，尺寸更大，從而實現(xiàn)更高的容量和更低的成本。由于特斯拉在電池化學(xué)知識產(chǎn)權(quán)和研究方面有多種不同的路線，但就這款電池的目標來說，就是讓特斯拉整車搭載更高能量密度、更低成本和更長使用壽命的電池單元。
在鋰離子電池從18650到2870的過程中，電池能量密度提升了50%。馬斯克表示團隊在經(jīng)過研究后發(fā)現(xiàn)64mm的直徑是儲電最適合的尺寸，而電池做大，散熱自燃成為問題。特斯拉4680電池創(chuàng)新性的把產(chǎn)熱的東西從電池中取消掉，這就是無極耳電池。電池日上，特斯拉電池團隊負責人表示，這個技術(shù)是利用激光技術(shù)把極耳去掉，簡化電池制造程序。無極耳電池相比有極耳電池在流通距離上會更短，不存在過熱的問題。在這個過程中工程團隊做了很多努力，所以形成了目前無極耳的電池，性能、熱管理做了很多優(yōu)化。
4680電池長度為80mm，單體能量提升約5倍，電力相比有極耳電池提升了6倍，續(xù)航提升了16%。馬斯克表示性能的大幅提升的同時還改善了成本，他希望在未來實現(xiàn)量產(chǎn)，而在此之前馬斯克在社交媒體上表示，電池日上所有產(chǎn)品均要到2022年實現(xiàn)量產(chǎn)。
另外，馬斯克對它的能量密度的期待的目標是200wh/kg，已經(jīng)超過比亞迪的刀片電池到2022年實現(xiàn)180wh/kg。沒有全固態(tài)電池的300wh/kg以上這么高的目標，但它可能是目前不需巨額投資顛覆技術(shù)的一種解決方案。
無極耳電池的制造工藝方面，馬斯克表示，在制造工業(yè)流程方面進行了優(yōu)化和擴展。比如用錫箔加入到卷軸的內(nèi)部，進行電池包裝。工藝中，創(chuàng)新性的將粉狀材料進行濕法處理，利用干電池技術(shù)將其壓制成型。這是在電池加工中很重要的一步，并且加工溶液可以循環(huán)使用。
無極耳電池在組裝方面，馬斯克表示最大愿景是實現(xiàn)連續(xù)性的組裝生產(chǎn)，目前無極耳電池一條組裝線的產(chǎn)能有20GWh，單線產(chǎn)出增加到7倍。
在創(chuàng)新性的制造和組裝方面，馬斯克表示4680電池共計節(jié)省了約86%的成本，而每Kwh降低了76%的成本，雖然已經(jīng)捅破了傳統(tǒng)電池制造業(yè)的天花板，但是馬斯克在現(xiàn)場直言“還有可提升的空間”。目前，內(nèi)華達工廠電池產(chǎn)出的效率是比較高的，能夠達到1Twh的生產(chǎn)力。未來在持續(xù)與松下、LG、寧德時代合作之外，特斯拉還將自產(chǎn)3TWh的電池。到2030年，還有18%的成本下降的空間。
陰陽級的創(chuàng)新
電池日上，特斯拉公布了其硅元素的應(yīng)用，在陽極，硅元素相比普通石墨來說，硅是儲能最大的自然資源。但是硅在電池內(nèi)是不穩(wěn)定，易受到外界的影響膨脹，在大量使用硅元素的電池中，需要一些抑制膨脹的東西，如何進行能力提升及成本上的下降，馬斯克表示特斯拉目前在陽極制造工藝上，是將電極上覆膜，但這與普通的硅涂膜不一樣，目前特斯拉掌握的技術(shù)成本為1kwh1美元的硅涂膜，而且續(xù)航里程有20%的提升，在成本上有5%的下降。
電極的陰極，特斯拉目前為了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)來保護鋰離子，馬斯克表示不希望是凝膠狀封裝結(jié)構(gòu)，會采用更穩(wěn)定的方式作為封裝，而且容量會大大下降。
在推動延長特斯拉電池組平均成本看到，每年大概以15%的曲線下行，如果特斯拉能夠保持這一軌跡，在2021年電池組平均成本將到達90美元/千瓦時，而到2023年將突破60美元/千瓦時。
2018年#Tesla電池組成本（平均）
$135/kwh=$9，450的成本
2020年#Tesla電池組成本（平均）
$110/kwh=$7，700的成本（$25/kwh減少2年）
在今天電池日推出的全新電池正好為成本的繼續(xù)下探鋪平了道路，不過也許特斯拉在進入電池制造領(lǐng)域的資本密集型制造行業(yè)中，存在一定的風險，但從馬斯克個人來說，他一直都不會被短期的風險所懼怕，而且從長期來看，自主電池的制造不僅為特斯拉帶來回報，而且從某種角度來說降低了制造成本。
高鎳無鈷
為了達到環(huán)境保護及成本的繼續(xù)下降，電池日上，特斯拉甚至開始自己采礦。馬斯克表示鎳金屬能量密度是最高，但是還要用鈷，鈷是封裝結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的稀有金屬。未來將實現(xiàn)高鎳無鈷的封裝結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)15%陰極的成本下降，馬斯克給出了從高鎳低鈷到高鎳無鈷三步走戰(zhàn)略，分別是鐵、鈷、鎳，馬斯克給出的最終“配方”為2/3的鎳和1/3的鋰的穩(wěn)定的構(gòu)架。
不過，目前鎳礦開采收到成本因素的影響，為了達到最大成本的下降，特斯拉將直接從礦藏中把鎳礦提取，在如何簡化提取工藝中，馬斯克表示目前特斯拉的工藝中沒有浪費一滴水，流程成本下降66%。
同樣的流程還可以利用在回收的鎳粉末中使用，同樣可以節(jié)省流程成本，鎳和鋰的節(jié)省流通流程成本有86%的下降。
另外，鋰元素的開采也提上了特斯拉的日程，馬斯克表示全球鋰金屬元素有較大的儲能礦藏，而只使用美國的礦藏，就可以將所有在美國的汽車變成電動汽車。
特斯拉擁有美內(nèi)華達州1W英畝的地區(qū)，在這個地區(qū)中，特斯拉能夠做到從礦藏中直接提取鋰離子，馬斯克表示這個公益將是對環(huán)境友好并且是可循環(huán)的。他透露，開采工藝是把挖出來的土提取后再放回去的過程，未來能夠?qū)崿F(xiàn)20twh的產(chǎn)量，這樣的開采將應(yīng)用到電池和產(chǎn)品中，甚至循環(huán)回收使用，特斯拉計劃到下個季度，將成立全生命周期的回收試點，實現(xiàn)材料的利用和成本的下降，馬斯克說“每千瓦時節(jié)省49%的成本”。
電池包設(shè)計
說完了礦藏的自主開采后，馬斯克把目光重回到電池包的設(shè)計上，未來，將推出全新的電池包，而這種電池包優(yōu)于以往的電池包，包括電芯有更好的方式粘合，在重量、結(jié)構(gòu)和安裝在車輛位置上有更好的優(yōu)化提升，馬斯克表示新的電池包在重量上減少了10%，每功率和加工成本都有所降低，近7%左右。
電芯成本優(yōu)化上開啟了新的軌道，馬斯克表示是對以前一些電芯中的錯誤進行了糾正，比如每千瓦時的成本上節(jié)省了56%，投資上有69%的降低。
合金
另外，馬斯克還透露，在車身的剛性材料上，特斯拉也在不斷的創(chuàng)新，目前特斯拉的材料創(chuàng)新團隊正在向汽車前部、尾部設(shè)計、加工進行創(chuàng)新和成本的優(yōu)化，比如尾部一體化設(shè)計，一個設(shè)計，合金鑄造有更多創(chuàng)新設(shè)計，提升剛性。為了實現(xiàn)這一點，鑄造新型合金。
特斯拉將采用鑄造方式生產(chǎn)整個車尾。整個車尾白車身為一體鑄造，大大節(jié)省了生產(chǎn)流程和生產(chǎn)時間，同時每臺車降低40%的成本和79個零部件。為了達到鑄造白車身的剛性要求，特斯拉的材料團隊已經(jīng)找到最合適的金屬，并不斷嘗試新的材料。
低廉汽車
基于新的電池、電池包等新技術(shù)，馬斯克表示這些新技術(shù)會在未來搭載到25000美元單價的車型上，而未來，這些技術(shù)還將搭載到轎車、跑車上運用，但最重要的是希望在未來能夠在25000美元的車型上搭載，讓更多的消費者擁有特斯拉汽車。
Cybertruck
關(guān)于Cybertruck未來的計劃，馬斯克表示，目前約有50-60萬輛的訂單量，未來有可能實現(xiàn)每年20-30萬輛的交付量，現(xiàn)正在按照北美卡車規(guī)定設(shè)計新的Cybertruck，新車型有可能更小，但外觀與Cybertruck將保持一致。
在全球汽車產(chǎn)業(yè)進入電氣化的今天，特斯拉就像是汽車界的蘋果，正強勢引領(lǐng)著電動汽車風標，而電池日更像是蘋果每年的產(chǎn)品上新日一樣，決定著電動汽車最新科技的發(fā)展方向。而特斯拉與之不同的是，需要攻克電池（高密度、快充和更高工藝的制造甚至自己采礦），而且在創(chuàng)新的基礎(chǔ)上還要以15%的幅度降低成本，為特斯拉全新電動化開路，也為在更多汽車細分市場中推出相對應(yīng)的產(chǎn)品而努力。
