钜大LARGE | 点击量:463次 | 2022年06月27日
TSLA自家电池厂浮出水面!占地18万平米
近期,TSLACEO埃隆马斯克发推文称,TSLA电池日和年度股东大会预计将于九月十五日在加利福尼亚州弗里蒙特市超级厂举办,此次和会股东还将参观一条电池生产线。
▲马斯克推文
据了解,TSLA在弗里蒙特附近仅有一家电池厂,位于弗里蒙特超级厂附近的Kato(音译加藤)路,这家电池厂一直被外界称为TSLAStunkWorks(臭鼬厂)实验室。
StunkWorks实验室成立的具体时间未知,2019年六月首次被外界知晓,但直至今日,TSLA官方仍然没有公布该实验室的具体资料。
据悉,StunkWorks实验室的场地正在扩建,扩建完成后的工作大楼可容纳470人,当然电池生产线规模也会得到相应的扩大。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
有趣的是,TSLA已经在今年五月份以弗里蒙特超级厂的名义公布了多个和电池相关的技术岗位,说明该实验室确实在扩大规模。
本身TSLA电池日就备受关注,马斯克发推文之后,外国媒体关注的焦点便转移到了这个电池实验室上。美国媒体CNBC报道称,5名TSLA的员工向他们透露,StunkWorks实验室正在研发新电池技术、新的电池生产设备和新的电池生产工艺。
根据这些和电池相关的信息,外媒推测,StunkWorks实验室或是在为TSLA之前提出的"百万英里"电池(在累计使用约161万公里后,仍能保持70%以上的电池容量)正式面世做准备。
那么TSLAStunkWorks实验室基本情况如何?扩建后的产量如何?TSLA为何要成立这个电池实验室?车东西透过多家外媒的报道,找到了一些答案。
神秘的TSLA电池生产线已经开始扩建场地
近日,TSLA掌门人马斯克发推文称,TSLA电池日和股东大会推迟至九月十五日在加利福尼亚州弗里蒙特举办,并且和会股东将参观电池生产线。
2019年,TSLA向外界透露了"百万英里"电池的概念,今年的TSLA电池日备受关注,而马斯克的一条推文将外界关注的焦点带向这条神秘的电池生产线。
▲TSLA2170型电池生产线
据了解,TSLA在加利福利亚州弗里蒙特仅有一家电池厂,该厂被外界称为TSLA的StunkWorks实验室。
2019年六月,美国媒体CNBC根据5名TSLA员工透露的信息,曝光了这一神秘的电池实验室,这是该实验室第一次被外界所知晓。然而,截止到今天为止,TSLA官方并未给出任何和StunkWorks相关的资料。
StunkWorks实验室具体地址为加利福尼亚州弗里蒙特的Kota路47700号,和TSLA弗里蒙特超级厂(生产Model3、ModelY、ModelX和ModelS车型)的距离仅有几分钟的路程。
也就是说,该实验室生产的电池,可以很方便地运给整车厂。
目前,StunkWorks实验室仅有两栋建筑,占地面积约为18.5万平方米,最多能容纳300名员工。今年三月份,该实验室开始扩建,经过重新设计,加盖楼层后,可容纳45名研发人员和425名一线生产工人,总计470人。
此外,TSLA今年五月份已经在官网上以弗里蒙特厂的名义公布了多个电池技术岗位,具体包括电芯工程师、生产工艺工程师和电池控制工程师。这也从侧面证明该实验室确实正在扩建。
TSLA不仅是对StunkWorks的场地进行了扩建,还向美国PG&E(太平洋天然气和电力公司)递交了提高用电上限(提升至6MW)的申请,并且PG&E已经批准了这一申请。
外媒报道称,一个厂每小时消耗100kWh的能量,每天持续运转24小时,1年下来就可以生产0.84GWh的电池,大约是1.3万台ModelY或Model3车型所要的电池总量。
按照这个标准计算,TSLA申请将实验室的用电规模提升到6MW/小时,也就是1小时能够供应6000kWh的能量,电池厂24小时连轴转,电池年产量为5.04GWh,可供78万辆TSLA使用。
即使按照8小时工作制,那么一年的产量也为1.68GWh,足够26万辆TSLA使用。由此可见,这个实验室的产量还是非常大的。
这只是根据目前最被认可的电池产量估算公式得出的结果。这5名TSLA员工还向CNBC透露了,StunkWorks实验室正在研发新的电池技术、电池生产设备以及新的电池生产工艺,能够提升电池的生产速度。
在StunkWorks实验室的电池生产线升级,并且达到设计产量后,TSLA将会把新的电池生产设备和工艺推广至其他电池厂。
和松下的爱恨情仇:马斯克称松下"拖后腿"
TSLA作为一个车企,一直都是从松下那里采购电池电芯,为何自己要兴建一个电池厂生产电芯呢?这还得从TSLA和日本电池供应商松下的关系讲起。
作为电动汽车领域内的领跑者,TSLA每年至少要30GWh的动力锂电池。正是考虑到这一点,TSLA早在2014年就和日本松下电池供应商签署合作协议,双方在美国内华达州建厂。
该电池厂占地面积达1154万平方米,动力锂电池的理论设计产量达35GWh,二期工程正在建设当中,当全部工程完工后将成为世界占地面积最大的建筑。
TSLA和松下合作原本是想要以低于市场价格拿到优秀的动力锂电池,设计制造性能更高的电动汽车,并且无需向外部供应商或其他合作伙伴支付不必要的费用,也不必和它们共享技术数据和资源。
理想很丰满,现实很骨感,随着两家公司合作的深入,两者的矛盾也逐渐显现了出来,重要体现在公司运作模式、领导的行为方式以及文化差异三个方面。
在公司的运作模式上,松下已经习惯了由自己生产组装电池组,再输送给其他车企,和TSLA合作建厂,共同经营则打破了松下的惯例,这也为后期矛盾的爆发埋下了隐患。
马斯克的言行和处事风格也都和松下一贯的传统格格不入,松下的高管大多对马斯克不满,目前仅有松下社长津贺一弘仍然对和TSLA的合作抱有希望。
2018年九月,马斯克在和喜剧演员JoeRogan进行访谈时抽起了大麻,这件事引起了松下高管们对其不满和方法。在日本,使用大麻是犯罪行为,他们担心马斯克的这种行为会影响到松下的投资者的看法。
去年一月份,马斯克指责松下放慢电池的生产速度,内华达电池厂2018年实际产量仅为24GWh,限制了Model3的产量,还发推文称,在电池厂的年产量接近35GWh(理论设计年产量)之前,TSLA不会再投入更多的资金扩大产量。
另外,TSLA事无巨细的管理风格也和松下形成巨大反差,松下倾向于部门间自主解决问题,尽管解决的过程缓慢,但总能达成共识,而马斯克更倾向把所有的事情都掌握在自己的手里。
马斯克的指责成为TSLA和松下矛盾爆发的导火索,但究其根本还是因为松下动力锂电池供给不足,影响到了TSLA的生产计划。
TSLA布局电池领域5年锂电池之父出手相助
TSLAStunkWorks实验室并不是匆匆上马,TSLA已经在电池领域布局了5年。2015年,马斯克找上了加拿大优秀大学达尔豪西大学JeffDahn团队。
Jeff团队是达尔豪西大学内一支专注于锂电池技术研究的团队,自2008年开始研究锂电池产业化项目。其官方网站显示,该团队目前拥有30人左右的规模,共计发表论文600余篇,在重量级期刊JES和JPS上均有论文公布。
有外媒评价,该团队是目前锂电池领域研究实力最强的团队之一,Jeff本人更是通过精确限定镍钴锰材料中镍的含量,使三元复合正极材料成功实现规模商业化,成为了业界公认的三元材料技术真正的开创者和发明者。
2015年见面之初,马斯克就提出,希望为Jeff团队供应5年的研究经费,让其为TSLA研发寿命更长、成本更低、能量密度更高的锂电池。同年六月,TSLA和JeffDahn团队达成独家合作协议。
达成合作之后,Jeff团队持续在新型锂离子电极材料、锂电池故障机理诊断、电解质添加剂、钠离子和锂电池安全性基础研究以及电池研究理论/建模方面持续取得突破。
根据Jeff团队去年公布的一篇论文,其新研发的动力锂电池循环周期可达到5000次左右,对应电动汽车行驶寿命超过100万英里(约为160万公里),这项专利目前已经为TSLA所有。
今年年初,外媒又曝出消息,称Jeff团队的研究成果将使TSLA的动力锂电池成本达到100美元/kWh(约合701元/kWh)。比较当时投资机构瑞银给出的数据,松下动力锂电池的成本约为111美元/kWh(约合771元/kWh)、CATL约为150美元/kWh(约合1042元/kWh),TSLA的电池成本当时在业界内处于最低水平。
不仅如此,Jeff团队还在帮助TSLA完成能量密度500Wh/kg的高镍三元锂电池的研发,目前已初具成果。
除和Jeff达成合作之外,2019年五月,TSLA以2.18亿美元(约合人民币15.27亿元)的价格收购电池技术公司Maxwell,该公司的干电极技术和超级电容技术处于行业领先地位。干电极技术可帮助TSLA提升汽车的续航里程,降低电池成本,超级电容技术可帮助TSLA提升汽车的驾乘感受。
据了解,干电极技术可以帮助电池的生产成本降低10%~20%,而且使用该工艺制成的三元锂电池电芯能量密度大于300Wh/kg,电芯单体能量密度最高可实现500Wh/kg。
超级电容技术可以作为能量回收过程中的储能装置,新增电动汽车的续航里程,而且在急加速过程时,超级电容器还能够实现大功率放电,防止动力锂电池直接大功率放电出现锂晶枝,对电池结构造成不可逆的损伤。
超级电容技术的另一优势是工作温度范围大,大部分电池的工作温度要维持在20℃~40℃之间,对外界环境温度要求较为苛刻。而超级电容的工作温度在-40℃~80℃之间,可用于冬天车辆起步和动力锂电池的加热。
收购Maxwell之后不久,TSLA又低调收购了加拿大电池公司HibarSystems,该公司有先进的小型电池生产制造技术,成熟的锂电池生产系统(储能领域)。Hibar以生产高精度定量注液泵、注液生产系统、自动化电池制造和工艺设备闻名,产品线覆盖了完整的电芯生产流程。
投资杰夫·戴恩团队让TSLA拥有了自研动力锂电池的技术人才,收购Maxwell使得TSLA掌握了动力锂电池领域最前沿的技术,而收购Hibar是TSLA自产动力锂电池项目的最后一环,至此,TSLA形成了从技术研发、样品验证到大规模量产的全面布局。
结语:自产电池将进一步帮助TSLA降低成本
早在19年六月的股东大会上,马斯克承认,该公司电动汽车的生产计划过去一直受到"电池限制",TSLACTO和技术副总裁对此表示认可,并且希望自家电池能够大规模应用。
今年电池实验室开始扩建,提高用电上限,并且已经开始"招兵买马",外媒推测TSLAStunkWorks电池实验室的种种举动,或是在为"百万英里"电池的正式问世做准备。
那么在推出"百万英里"电池之后呢?StunkWorks实验室的新电池技术、生产设备以及生产工艺推广后,将减小TSLA对外部动力锂电池的供应,在生产成本以及售价方面拥有更大的自主权。