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特斯拉電池日終極預測!四枚科技“核彈”誰能落地?

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正文| |果汁

再過兩周,也就是美國時間9月22日,馬斯克所說的特斯拉歷史上最重要的活動電池日(battery day)將在加州工廠舉行,這也是特斯拉首次專門針對電池技術召開新聞發布會。

為什麽特斯拉的活動如此受業界關註?特斯拉此前預熱的電池技術“核彈”很有可能在本次活動上拋出,包括百萬公裏電池、無鈷電池、幹電極技術、矽納米線技術等四大重磅技術“核彈”。

特斯拉目前用的圓柱電是什麽?

特斯拉的發布會將引起業界的巨大地震。這次發布會涉及到電動車領域最重要的部件——動力電池,自然讓無數人充滿期待。

那麽特斯拉這次電池日活動會發布什麽呢?會對動力電池行業產生哪些影響?特斯拉電池日會有什麽重磅信息發布嗎?

雖然這次特斯拉透露的線索不多,但根據汽車對電池技術和產業鏈的持續關註和跟蹤,可以推斷特斯拉電池日要發布的內容基本會鎖定在以下幾個方面。

壹、手握多項新技術?會顛覆電池行業?

經過最近兩年的緊密布局,特斯拉在動力電池方面積累了很多新技術,這些技術可能都會在這個電池日出現。

1,幹電極技術:單節電池能量密度可達500Wh/kg。

2016之後,馬斯克轉身壹頭紮進了特斯拉模式?3生產地獄,特斯拉在動力電池方面沒有太大動作。

2019年2月,在特斯拉2018財報發布的電話會議上,馬斯克指出超級工廠電池產能不足是為了限制特斯拉模式。3生產力的最大桎梏。松下動力電池產能的限制,促使特斯拉加快在動力電池領域的布局。

2015年,特斯拉以218萬美元(約合人民幣1527萬元)的價格收購了電池技術公司Maxwell,被特斯拉看中也說明這家公司不壹般。

麥斯威爾不是像傳統電池公司壹樣做濕電極技術,而是開發幹電極技術和超級電容技術。幹法電極生產工藝不需要將正負極材料加入溶劑中包覆電極片材料,而是直接將活性正負極材料混入粘性物質中,使正負極材料自身“原纖化”,形成自支撐膜,牢固附著在電極片上。

麥克斯韋幹電極技術介紹

這種工藝可以生產更厚的電極,並大大提高電池的能量密度。采用該工藝制作的三元鋰電池電芯最高能量密度可達500Wh/kg,而目前主流的三元鋰電池電芯能量密度約為300Wh/kg。

幹電極的另壹個優點是可以在電池使用後通過不斷補充鋰金屬來彌補電池的容量衰減。而濕電極法制備的電極,添加金屬鋰和金屬鋰混合碳,不能很好的相互結合,通常會伴隨有冒煙、火焰、噪音等強烈反應。

此外,麥克斯韋還在開發超級電容器技術,可以在能量回收過程中作為快速儲能器件,其能耗遠小於將回收的動能恢復到電池中。超級電容器在快速加速過程中,可以實現大功率放電,避免了動力電池直接大功率放電產生的鋰枝晶,對電池結構造成不可逆的損傷。

麥克斯韋正在申請專利

超級電容器技術的另壹個巨大優勢是其寬的工作溫度範圍。大多數電池需要維持在20℃-40℃之間的工作溫度,對外界環境溫度的要求比較苛刻。超級電容器的工作溫度在-40℃至80℃之間,可用於冬季啟動車輛和加熱動力電池。

雖然麥克斯韋在電池公司中知名度不高,但這兩項技術為動力電池提供了更多的可能性。正是為了這兩項技術,特斯拉才願意花大價錢拿下這家公司。

2.矽納米線技術:電池的質量和體積將減少壹半。

特斯拉之前並沒有推出這項技術,關於這項技術的猜測也是在上月底特斯拉發布電池日最新海報之後。

特斯拉電池日的海報以黑色為基調。海報上除了介紹電池日的基本信息,還有壹些抽象的臺詞,也引起了不少媒體的關註。

特斯拉電池日海報

經過仔細研究,海外媒體認為這是壹種新的電池材料——矽納米線的結構圖,因此壹些海外媒體也認為特斯拉將在電池日發布壹款基於矽納米線技術的全新電池,而不是之前傳言的幹電極技術。

外媒報道稱,采用矽納米線技術後,電池電芯的重量將減輕壹半,占用的空間也將是目前鋰離子電池的壹半。換句話說,相同電池體積和質量的電池組能量密度會有很大提高,這為更高能量密度的動力電池鋪平了道路。

矽納米線技術具有更高的能量密度。

此外,海外媒體還發現,這種矽納米線的結構圖直指領先的電池制造公司Amprius。外媒在谷歌地圖上搜索後驚訝地發現,這家公司的所在地已經搬到了特斯拉弗裏蒙特電池制造廠附近。特斯拉的電池日將在這家工廠舉行。

後來有博主發推文說Amprius矽納米線電池在能量密度上有優勢,馬斯克在這條推文下面直接回應說,400Wh/kg、高循環壽命、量產的電池已經不遠了,可能在3到4年內實現。

這個回應也讓人聯想。特斯拉在弗裏蒙特擴建電池制造廠的時候,Amprius剛剛搬到壹邊,特斯拉的海報對這家公司含糊其辭。

盡管馬斯克後來在外媒cleantechnica的推文下表示,特斯拉與Amprius無關,但這壹回應不夠堅定(表情符號表情的使用使得這壹回答顯得不正式,當然也不排除作者過度解讀的可能)。至於兩家公司是否有關聯,需要等到電池日那天當面揭曉。

馬斯克推特截圖

二、新電池還是外觀?提升壽命和降低成本

雖然特斯拉壹直在探索新的電池技術,但上述兩種電池技術距離正式量產還有壹定差距。特斯拉的電池日活動不壹定只是這個前端技術,真正能為電動車提供便利的電池技術可能才是特斯拉的亮點。在這方面,特斯拉也有布局。

1,百萬公裏電池:電動車使用壽命會增加。

電池的使用壽命壹直是車企和電池廠商頭疼的問題,這也導致了電動車的快速貶值。對於車企和用戶來說,壹個長壽命的動力電池是非常重要的。

作為行業的領頭羊,特斯拉在這方面自然不會沒有布局。2015年,馬斯克找到了專註於鋰電池技術產業化的傑夫·戴恩團隊,希望為他提供“五年相當可觀的研究經費”(the?實質性的?5年?資助?包),讓它為特斯拉開發壽命更長、成本更低、能量密度更高的鋰離子電池。

傑夫·戴恩

傑夫·戴恩通過精確限定鎳鈷錳材料中鎳的含量,成功實現了三元復合正極材料的商業化,是業界公認的三元材料技術的真正開創者和發明者。

去年9月底,Jeff Dane的團隊發表了壹篇論文,介紹了他們正在測試的新壹代鋰離子電池,這種電池使用了下壹代單晶陰極和新的電解質。

在使用單晶正極的情況下,4000次循環後電池容量只會損失10%,而在目前的技術條件下,1000次循環後電池容量會損失100%。

此外,Jeff Dane的團隊還考慮了幾種不同的電解質,並使用不同的方法來檢查電池性能下降和阻抗增加的原因,有些測試甚至已經秘密進行了三年多。

傑夫·戴恩研究小組

Jeff Dane的團隊認為,新開發的動力電池可以驅動電動汽車行駛654.38+0.6萬公裏以上,如果用於電網儲能,至少可以使用20年。

今年5月,路透社報道稱,特斯拉和當代安培科技有限公司(Contemporary Amperex Technology co .,Limited)將聯合開發壹種續航裏程超過壹百萬英裏(約654.38+0.6萬公裏)的電池。從這個角度來看,當代安培科技有限公司也可能參與特斯拉的長壽命電池項目。

2.無鈷電池:可以大大降低電池成本。

目前,特斯拉電動汽車主要使用松下生產的NCA三元鋰電池,生產過程中需要金屬鈷。

但鈷是壹種稀缺金屬,產量少,分布不均勻。根據美國地質調查局的數據,全球陸地鈷資源約700萬噸,其中剛果(金)占52%,澳大利亞占17%,古巴占7%,其他國家儲量非常低。

這導致了鈷的短缺。蜂巢能源公司總裁楊洪信曾說:“如果不考慮回收,2026年後鈷將供不應求。”鈷的稀缺也導致價格上漲,更不用說童工開采等壹系列問題。

目前,許多電池公司都在致力於無鈷電池的研發。至於特斯拉在該領域的研究,路透社曾報道稱,特斯拉正在與當代安培科技有限公司(Contemporary Amperex Technology co .,Limited)合作開發無鈷電池。

路透社報道,特斯拉正在討論與當代安培科技有限公司在無鈷電池方面的合作。

但根據現有的信息,特斯拉與當代Amperex Technology,Limited的合作更傾向於磷酸鐵鋰電池,目前國產的磷酸亞鐵鋰版本型號?3已出現在工信部新車目錄中。

不過,兩家公司是否壹起討論過其他無鈷電池還是未知數。這個問題的答案可能要到特斯拉電池日才能揭曉。

三、自產電池布局完善?加州工廠正在招人。

從上面的布局來看,特斯拉在電池技術領域已經積累了很多,基本具備了自己生產電池的能力。但是,除了技術,生產電池還必須有足夠的生產技術和財產保險。特斯拉在這方面也有部署。

去年5438年6月+10月,有媒體發現,加拿大精密設備公司Hibar突然出現在特斯拉旗下,成為特斯拉的控股子公司。

希巴爾以生產高精度定量註液泵、註液生產系統、自動化電池制造和工藝設備而聞名,產品線覆蓋完整的電池生產流程。

在過去的40年裏,希巴爾已經成為電池行業壹次電池和二次電池生產線的首選供應商。非常有電池生產經驗,可以為特斯拉自產電池提供很大幫助。

Hibar產品列表

此外,特斯拉還在擴建其電池工廠,該工廠位於加州弗裏蒙特的卡托路,距離特斯拉弗裏蒙特工廠很近,只有幾分鐘的路程。

今年3月,特斯拉提交了擴建場地的申請,將通過增加樓層來增加工作場所。擴建後最多可容納45名R&D人員和425名壹線制造工人,共470名員工。

特斯拉正在擴建電池工廠。

據外媒electrek報道,特斯拉仍在為電池生產線招聘生產人員。特斯拉的招聘公告顯示,特斯拉的電池制造團隊正在擴大規模,招聘生產助理。除了這些職位,特斯拉還在尋找工程經理、工程師等其他職位。

綜合這些信息,特斯拉的電池生產應該就差壹尺了,這次電池日活動可能是特斯拉電池項目的最後“壹尺”。

第四,壹?更多?事情:模特?y可能會迎來壹個大的轉變。

除了電池的布局,馬斯克最近在參加德國柏林工廠活動時表示,特斯拉將在汽車生產方面進行壹些重要的結構性變革,這些變革將首先在柏林工廠實施。改變的具體內容,馬斯克表示將在本月的電池日活動上公布。

此外,這個電池日可能還有其他消息公布。

外媒《福布斯》在壹篇報道中認為特斯拉可能在研究電動飛機,理由是2018年,馬斯克在參加壹個播客時曾提出過電動飛機的概念。在今年2月的壹次采訪中,馬斯克談到了他對電動飛機的看法。

當時,當媒體問馬斯克有沒有造電動飛機的計劃時,馬斯克回答說,要把飛機投入生產並滿足世界各國的規定是非常困難的,非常困難。

馬斯克還表示,制造電動飛機的難點不是錢,而是需要優秀的工程師。壹旦手頭的壹切都達到理想狀態,他就會考慮電動飛機這個項目。

他還說:“除了火箭,所有交通工具的動力都可以改成電力。”

另外,馬斯克曾經說過,只要動力電池的能量密度達到400Wh/kg,電動飛機就是可行的,而馬斯克最近在回復網友的過程中也提到,400Wh/kg的動力電池將在不久的將來實現。這個細節也值得深思。

馬斯克推特截圖

外媒cnet也認為,特斯拉也可能在這個電池日透露將參與歐洲的電力行業。

外媒whichev報道,今年5月,特斯拉向英國政府提交了成為英國能源供應商的申請。雖然英國政府尚未批準,但特斯拉已經通過Powerwall在英國提供了家用電池存儲系統。還註冊了太陽能屋頂服務,在英國提供能源供應的決心非常明顯。

特斯拉Powerwall

來自路透社的信息顯示,特斯拉已經獲得了在西歐進行電力交易的牌照,特斯拉也在德國進行了調查,試圖了解德國用戶對特斯拉能源服務的興趣,從而做出下壹步的布局。

事實上,特斯拉此前已經在南澳大利亞建立了世界上最大的鋰電池存儲設施,可以存儲65,438+000 GWh的電力,為3萬戶家庭提供8小時的供電。

或許後兩個項目不壹定會出現在特斯拉電池日,但推測壹下特斯拉這樣的公司也不為過。沒人能猜到馬斯克下壹步想幹什麽。

結論:特斯拉電池日可能會引起新的技術變革。

特斯拉的出現,讓幾近淘汰的電動汽車重新煥發生機。經過近10年的快速發展,特斯拉已經成為電動汽車領域的領導者。即使在整個汽車行業,特斯拉也是市值最高的車企。

在電氣化不可逆轉的今天,特斯拉的壹舉壹動都會對整個行業產生影響,而這個月的電池日是特斯拉今年最重要的活動。馬斯克甚至將電池日稱為特斯拉歷史上最重要的事情。

這也意味著,特斯拉將在這個電池日發布多項重磅信息,可能會引導電動車行業的發展方向。電池日活動正式舉辦時,該車也將參與報道,全面揭秘特斯拉的電池布局。

本文來自車家作者汽車之家,不代表汽車之家立場。