钜大LARGE | 点击量：247次 | 2022年12月30日
TSLA在自研动力锂电池上都做了什么努力？TSLA电池日的两大期待
备受瞩目的TSLA电池日临近，此前TSLACEO马斯克在2019年第四季度财报电话会议上宣布，公司计划在四月中旬举办电池日活动，届时将准备讲述一些可以令人大吃一惊的事情。据此前媒体报道，今年电池日TSLA或将主推Maxwell的干电极技术，那么这个技术有何过人之处，TSLA在自研电池的道路上都做了什么努力呢?本文一起来探讨。
首先让我们来简单回顾一下TSLA在动力锂电池供应商方面的变化动作。
●TSLA自成立以来，其动力锂电池一直都是由日本松下供应的圆柱形电池。不过TSLA和松下多年来的合作随着产量新增，在产量以及价格方面二者分歧新增，导致矛盾激化。TSLA也越来越意识到把握动力锂电池核心技术的紧迫性。
●2019年十月，TSLA宣布和LG化学合作，LG化学南京厂将向TSLA我国厂供应圆柱21700型电池，打破了日本松下独家供应商的地位。
●2020年二月，我国动力锂电池巨头CATL也正式纳入了TSLA的电池供应体系。保价协议期限为2020年七月一日至2022年六月三十日。这也意味着至此，TSLA在全球范围内共有三家动力锂电池供应商。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
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%
●不过TSLA也一直没放弃自研电池的道路，在2019年TSLA先后收购了Maxwell电池技术公司、加拿大电池制造商HibarSystems，用来自主研发动力锂电池。
结合Maxwell的优势，未来TSLA自研电池很可能朝着半固态电池迈出一大步，假如干电极技术以及超级电容能够在短时间内量产应用，那么这无疑会对现有的新能源动力锂电池格局形成较大冲击，具体究竟如何，还需我们静静等待今年的电池日。
[Maxwell的超级电容和干电极]
据悉，TSLA去年收购的Maxwell是全球第一的超级电容器制造商，在超级电容、干电极等领域有着技术领先优势。而基于Maxwell的这两大技术优势，则带给我们无限幻想，另外马斯克所说的将在电池日宣布令人大吃一惊的事情，不知是否意味着在关键电池技术上有所突破，这也让我们对此次的电池日有两大期待。
期待一：干电极技术突破
提到干电极技术，首先我们先要了解目前电池电芯内部是什么样的。
目前的电池电芯为涂抹正负极材料的极片中部加入隔离膜，再注入电解液形成电芯单体。而干电极则是通过在锂电池的电解液中加入少量(约5-8%)细粉状粘合剂(PTFE)，和正极、负极材料粉末混合，通过挤压机挤压形成薄的电极材料，围绕在电极周围的这部分电极材料就类似是口香糖似的胶状物。此时电芯内固态材料新增，电解液容量减少，这就相当于固态电池的初级阶段，从而达到提升能量密度、电池活性，以及实现无钴的减低成本目标。
事实上干电极并不算是新技术，已经过多年发展。干电极技术可以简化动力锂电池工艺，节约电池空间，极大提升电池的能量密度。同时有业内人士指出，干电极技术以下4点优势：
1、电极压实密度更高有利于负极补锂;
2、可以更容易使用超高镍正极材料;
3、成本更低;
4、可以适用于下一代材料体系，包括固态电池。
而我们目前使用的锂电池会有寿命问题，重要是因为固态的电极浸泡在液态的电解液中，固液接口经过多次充放电循环，会逐渐出现结晶等结构问题，最终造成电池效能下降甚至短路，同时电解液本身有毒性，更加有污染环境的问题。而干电极技术排除了固液接口，因此可改善电池的效能表现，大幅提升寿命和安全性，降低成本。
假如TSLA以及Maxwell在干电极技术方面做出了某种突破，那么意味着其电池电芯技术将领先市场一个代际，在能量密度、成本、安全性、电池包体积等方面都将获得突破，也代表它距离未来全固态电池的开发和应用更进一步。
期待二：超级电容技术能否应用于动力锂电池
超级电容又称为双电层电容器，它类似普通电容器和电池的混合体，但又不同于两者。如同电池相同，超级电容器也具有由电解质隔开的正极和负极。但是和电池不同的是，超级电容器像电容器相同以静电的方式储存能量，而不是像电池那样以化学的方式储存能量。
超级电容器同样也有一个介质分离器来分离电解质，就像电容器相同。这种内部的电池结构使得超级电容器具有很高的能量存储密度，特别是和普通电容器相比。
超级电容器的优点是功率密度高，并且充放电远比电池的化学反应快速，能实现快速的充放电，在无数充放电循环后也不像锂电池会出现效能衰退以及析锂现象，因为当电荷存储在它们内部时，不会发生物理或化学变化。而且因为是物理储能，所以不需担心温度过高过低影响化学反应，因此在极端温度下仍能确保电池性能的稳定性和可靠性。
根据公开信息显示，Maxwell电极能使能量密度超过300Wh/kg，较TSLA当前使用的电池高出了20%-40%。按照其规划在2020年左右可以实现385Wh/kg的能量密度，到2027年可达到500Wh/kg。转换到实际续航里程，未来TSLA单次续航便可轻松突破1000km。而目前，Maxwell生产的超级电容器重要应用在我们熟悉的自动启停技术上，它能帮助车子极大减缓启停震动，提升舒适性。
综合超级电容上述优点，假如应用到纯电动汽车当中，将会扫除许多目前限制纯电动汽车发展的障碍。比如充放电迅速的特性可以极大提升能源补充的速度;无数循环放电衰退少将让电池寿命提升两倍以上;物理储能则极大提升性能稳定性，降低自燃风险，减少冬季续航衰减和夏季温度过高的可能性;功率密度高则可以减少动力锂电池体积，并降低10%-20%的成本。
由此看来，超级电容很可能是帮助纯电动汽车代替燃油车的一大利器。不过既然它这么优秀，为何没有大范围应用呢?
因为超级电容存在一个致命缺点，就是能量密度仍然远远低于锂电池。所以短时间来看，超级电容不大可能成为电动汽车重要储能技术，这会导致电动汽车续航力严重不足。不了解TSLA电池日是否会在超级电容方面给到我们什么惊喜。
不过也有业内人士猜测，根据超级电容的特性，假如采用超级电容搭配锂电池的复合组合系统，便可以撷取双方优点进行优势互补。即利用超级电容为瞬间大功率输出供应动力，或是为刹车动能回收进行瞬间吸能回电，辅以锂电池为重要动力来源，解决续航能力的短板。所以从理论上看，将超级电容应用在纯电动汽车是可以实现的。
不过这只是一个推断，具体TSLA以及Maxwell会如何应用还要我们静观其变。假如真能解决能量密度的问题，那么这无疑又帮助TSLA迈出重大一步。
[一种全新的电池组制造方法?]
此外除了Maxwell的两项绝技有外媒透露，TSLA或将供应一种全新的电池组制造方法。
TSLA的新方法将把制造电芯以及整合成电池组两个制造过程合二为一。据外媒推测，这些小型电池组将像乐高积木相同组装成整个电池组。推测TSLA的冷却系统将放弃其当前的冷却蛇概念，而是将冷却管直接粘在电池上。TSLA的专利申请中讨论了使用工程介电液作为冷却液，电池单元直接浸入冷却液中，从而供应了良好的热传递。
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