钜大LARGE | 点击量：238次 | 2023年03月10日
卡在半路的TSLA电池革新之旅
2020年，埃隆马斯克（ElonMusk）提出，TSLA到2030年将达成每年汽车销量2000万辆的成就。
这个大胆的目标是对股东的上升承诺，也是推动可持续能源的决心。假如实现这一目标，TSLA的规模将大幅跨越历史上任何一家汽车制造商，占到全球汽车市场的20%。
每年生产2000万辆汽车将要求TSLA扩大自己的电池制造能力，以及电池合作伙伴和为其供应原材料的生产商的能力。
长期而言，我们预计每年将生产3000GWh电池。马斯克在七月告诉投资者，我们有很大的机会在2030年之前实现这一目标，我非常有信心。TSLA目前的电池生产量力为100GWh。
且不说有没有2000万人愿意买，单从制造来看，在这个极度缺电的时代，为何马斯克关于核心组件的供应能够有如此信心？
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%
秘密在于TSLA开创性的电池技术。
好消息是，和该公司保持沟通的电池专家透露，通过使用更大的电芯和干式涂层电极的新工艺，TSLA可以将ModelY的电池成本降低一半，为它的美国定价节省8%以上。
坏消息是，12位熟悉TSLA和其新技术的专家一致表示，它只完成了一半。
过去两年，TSLA在削减电池生产成本方面已经取得了不小的成果，不仅提高了利润，更扩大了它在电动汽车赛道的领先优势。
电池部件是大多数电动汽车中最昂贵的元素，因此制造成本更低、性能更高的电池是将定价控制在更多消费者可负担范围的关键，这些电动汽车可以在价格上和燃油车一较高下，更容易赢得消费者的心。
TSLA是仅有的几家自己生产电池的重要汽车制造商之一。由于它在美国厂生产ModelY的电池，因此也逃过了2022年《通胀削减法案》最新补贴政策的毒手拜登的新气候法案要求电动汽车电池要有足够的北美制造含量，否则无法申请税收抵免。
在路透社采访的这12位电池专家中，有9位和TSLA关系密切，其中3位通过拆解研究了TSLA的新旧电池技术。
2021年十月二十五日，在日本东京的一场新闻公布会上，松下能源公司CEOKazuoTadanobu拿着4680电池原型，旁边是目前供应给TSLA的2170电池（图源：TimKelly/REUTERS）
成功进度50%
迄今为止，4680电池实现了2000-3000美元的成本节约，大约是它在2年前推出4680电池时降本目标的一半。这2000-3000美元大部分来自其他方面的改进，其中，使用更大的电芯效果显著。
新的4680电池体积达到了2170电池的5.5倍。旧的圆柱形电池直径为21毫米，高度为70毫米，4680电池的直径为46毫米，高度为80毫米。
老式技术中，TSLA要约4400个电芯为ModelY供应动力，并且有17600个点要焊接（每个电芯有4个点），以创建一个可以集成到汽车上的电池组。
4680电池组只要830个电芯，在TSLA改良了设计之后，每个电芯只有2个焊接点。将焊接点从17600个大幅削减到1660个，很显然是降本的关键举措。
更简单的设计还意味着连接器和其他部件更少，这使得它能够进一步节省劳动力成本和机器操作时间。
效率的另一个来源是，更大的电芯外壳也更结实。TSLA现在可以用粘合剂将电池粘合在一起，形成一个刚性的蜂窝状电池组，然后直接连接到ModelY的内部车身结构。这消除了将电池捆绑成更大的模块，然后安装到传统电池组的中间步骤。
通过将电芯到电池组到车辆转向电芯到车辆的设计，TSLA可以把传统的1200磅（544公斤）电池组的重量减少55磅（25公斤）或更多，每个电池组可节约500-600美元。
一位消息人士说：新增电池的体积对提高效率有很大帮助，但推动电池单元整体节省50%的成本就是另一回事了。
2020年，TSLA向股东介绍4680电池。当时预计体积是2170电池的5倍，储能原来的6倍，续航里程新增16%。（Tesla/Handout/REUTERS）
理想很丰满
要攻克的剩下的50%，也是问题的核心亟待解决的干式涂层新技术。
这一新技术能够帮助TSLA脱离更古老、更复杂、更昂贵的湿式涂层工艺它要大量的电力、机器、厂空间、时间以及劳动力。
要通过湿式工艺中覆盖电极，电池生产商要将材料和有毒的粘合剂溶剂混合。完成涂层后，电极会在大型烘箱中干燥，在此过程中蒸发的有毒溶剂会被回收、处理和循环利用所有这些过程都耗费了大量成本。
有了新技术，电极使用不同的粘合剂进行涂层，几乎不使用液体，便不要进行干燥了。除了更便宜、更快，对环境的破坏也更小。
TSLA表示，更精简的工艺能够帮助该公司将资本支出减少三分之一，并将厂的占地面积和能源消耗削减至旧工艺所需的十分之一。
TSLA在2019年支付了2亿多美元购买了麦克斯韦技术公司，获得了这项技术。在麦克斯韦技术的基础上，TSLA今年开始生产4680电池，首先在加州弗里蒙特厂附近进行试点，最近又在德克萨斯州奥斯汀的新全球总部生产。
然而，大规模生产恰恰是棘手的问题所在。正因为如此，ModelY只有部分车型配备了4680电池。
麦克斯韦公司开发了用于超级电容器的干式涂层工艺，但电动汽车电池更大更厚，在大规模生产的情况下很难确保稳定的质量。
他们可以小批量生产，但当它开始大批量生产时，出现了许多废品。其中一位和TSLA有联系的消息人士说，生产收益率太低，相当于新工艺的所有预期成本节约都付之东流了。
也难怪马斯克称这一技术是革命性的，但难以执行。
假如遇到了瓶颈的干式涂层和更大电芯的所有潜在能效都得以实现，ModelY的4680电池制造成本预计会降至5000-5500美元，大约是2170电池成本的一半。
除了大规模生产，电池材料和能源成本的上升也在进一步给预期成果带来风险，而且TSLA仍未能像承诺的那样，大幅提高新电池的能量密度。
八月，马斯克告诉股东，TSLA将在2022年年底前大批量生产4680电池。
专家们认为，TSLA很难在这个时间点之前全面实行新的干式涂层制造工艺，也许2023年能够出现转机。
锂电池的共同发明人、2019年诺贝尔奖得主斯坦利惠廷厄姆（StanWhittingham）认为，马斯克对新技术商业化的时间框架过于乐观了。
他说：我认为马斯克会解决这个问题，但不会像他希望的那样快。电池测试也会要一些时间。
一旦TSLA最终在厂成功部署大规模干式涂层工艺，马斯克将手握最佳独门秘籍，2000万销量可能真的指日可待了。
