特斯拉电池日 特斯拉电池日2021

特斯拉电池日 特斯拉电池日2021

动力电池是电动汽车的心脏，成本、能量密度、钴供应等等一直都是业界寻求技术突破的重大课题。掌握三电核心技术的特斯拉，作为全球电动汽车的引领者，在电池领域的布局筹划由来已久，如今临近开花结果的时刻。

特斯拉每年都会举行一次主题日，揭示最新战略和技术，预示着公司未来的发展方向。5月的第三周，万众期待的电池日（Battery?Day）即将到来，这是决定特斯拉甚至电动汽车产业链未来的一天，马斯克究竟准备了几颗重磅炸弹？EV视界根据蛛丝马迹，推测有三。

Amillionmiles！电池寿命大跃进

去年4月，在特斯拉自动驾驶日（AutonomyDayEvent）上，马斯克（ElonMusk）在谈到未来特斯拉自动驾驶车队（RobotTaxi）的经济效益时强调，这样的车辆必须经久耐用。特斯拉Model3可以像商用卡车一样行驶160万公里，电池使用寿命却在48万公里到80万公里之间。

马斯克当时声称，特斯拉2020年将推出一款新电池，寿命将能达到160万公里的目标。

为此，特斯拉与加拿大达尔豪斯大学（DalhousieUniversity）早在5年前就达成了为期5年的研究伙伴协议，旨在开发先进的锂离子电池技术。

在世界上最杰出的锂离子研究者之一、物理学家JeffDahn的带领下，Dalhousie研究小组最近发表的研究测试成果显示，他们已经设计出了一款可以使用长达160万公里的电池。

这款新型电池仍然是锂电池，新电池主要依赖单晶镍金属氢化物（NMC）、人工石墨电池技术，以及电解质添加剂ODTO，来提高电池的性能和寿命，同时降低成本。其中，电池阴极还是以锂为主，由较大的NMC晶体组成奈米结构，在充放电时不容易因不断膨胀收缩而破裂，否则电池性能就容易下降。这比特斯拉目前的电池耐用两到三倍。

Dalhousie研究小组在不同条件和周期下做了多种电池性能测试，包括20°C、40°C和55°C温度下的长时间充放电循环，20°C、40°C和55°C下的长时间储存，以及40°C的高精度电量分析。

在4000次充放电循环后，新电池的容量仍保有惊人的90%。在宽温范围下（widetemperaturerange）充放电循环次数还能提升到6000次以上。这意味着在一个良好的电池组中很容易超过160万公里。若用在电池电网储能技术，也可以使用超过20年。

这种长寿潜力对于全天候行驶的电动汽车来说显然是特别有用。目前Dalhousie研究小组已申请专利，若未来研发成功，除了能助普通电动汽车一臂之力外，对重型长途卡车、自动驾驶出租车也大有裨益。

新研究也再次证实，特斯拉未来将逐渐摆脱对松下等电池供应的依赖。

将成本降到100美元

今年2月，特斯拉内部名为Roadrunner的秘密项目流出，旨在以“制造机器的机器”，也就是自己生产制造设备的策略批量生产更便宜的电池，目标是将电池成本降到100美元/kWh。

从开创18650钴酸锂先河，到另辟蹊径NCA三元锂，再到“无钴，不代表一定是磷酸铁锂。”业内分析，特斯拉的降本方案有可能是采用高镍正极+硅碳负极（掺锂）+干电极+超级电容的技术组合。

要想降成本，去钴是必然。镍的性质类似于钴，但价格只有钴的五分之一。在三元锂电池中，提升钴、镍比例，都能提高能量密度，但高镍正极会降低热稳定性，而干电极却能解决这个问题。硅碳负极能提高锂离子容量，保证负极不成为瓶颈，超级电容则能回收动能。

过去几年，特斯拉已经为这个新的技术组合做好了准备。2019年，首先收购了拥有电芯技术的超级电容器生产商Maxwell。

Maxwell的核心技术是超级电容器和干电极，能够让特斯拉做出成本更低、能量密度更高的电芯，减少每辆车使用的电池数量，但依然能获得更长的续航里程。

Maxwell的干电极工艺让电池正负极不需要使用溶剂，而是以粘合剂和导电剂代替，从而克服三元锂电池高镍电极热稳定性差等问题，能量密度能可达300Wh/kg，未来甚至还可能突破500Wh/kg。

Model3的2170电池能量密度是247Wh/kg，ModelS/X的18650电池能量密度是240Wh/kg，若能实现量产300Wh/kg，将有超过20%的提升，这意味着长续航版Model3的NEDC续航里程可以达到800km，这可谓是化学技术面和生产工艺上的重大改进。

此外，干电极技术还可以将锂电池的寿命延长约1倍以上。无需使用溶剂和相关的昂贵设备，也大大节省了制造成本。一般而言，干电极技术可以将电池成本降低10%到20%以上。超级电容器还可以回收汽车加速、减速、启停浪费的能源，与锂电池搭配提升能效。

自产电池之路

特斯拉的销量目前主要受电池产能牵制。

在2019年股东大会上，特斯拉技术副总裁DrewBaglino说过，希望特斯拉能在电池领域成为“自己命运的主人”。

2019年，特斯拉低调收购了加拿大锂电池设备制造商海霸（HibarSystems），这是电池制造设备领域首屈一指的公司，以精密计量泵、注液系统及电池制造系统而闻名，特别是用于大规模电能存储的系统。

收购海霸被视为特斯拉在为独立生产电池铺路。

2020年2月，一则招聘信息暗示，特斯拉将在加州弗里蒙特工厂内搭建一条电芯试生产线，自主设计开发制造电池。5月6日，韩国时报报道，特斯拉已与韩国韩华集团签署电池化成设备的订单，购买的锂电设备会先应用于这条试生产线。另外还从daeboMagnetic采购了电磁过滤器。消息人士称，除了电池生产线的几个方面外，特斯拉几乎可以制造所有的工程装备，设备供应从一年前就已着手准备。

“制造机器的机器”，电池的自给自足完全符合马斯克提过的第一性原理。据了解，特斯拉准备在美国德克萨斯州或东部某州新建的下一代超级工厂Terafactroy，电池产能可能超过1太瓦时（terawatt-hourofbattery），也就是1000GWh，这将是现在内华达州Gigafactory的20倍。

160万公里的电池寿命、成本低至100美元/kWh、减少依赖自研自产电池……电池日，可能是特斯拉近年来最为重要的一次技术和战略发表，若马斯克真的放出几个突破性的大招儿，那么特斯拉的领先优势又将甩下别人好几条街。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

这周的电闻又如期而至了，最近新能源界最受关注的大事件便是特斯拉电池日，可在这样的大背景下，特斯拉的股票却在电池日当天却大跌6%，200亿美元市值瞬间消失，马斯克干了什么天怨人怒的事？其实马斯克也没有做什么飞叶子之类的出格事，只是相对于他在社交媒体上吹的牛，电池日发布的东西似乎水了一点，没有干货，两相对比使得资本市场期待落空了而已。但这场电池日没有亮点吗？并不是，反而十分炸裂。来看看这信息量满载的PPT：续航提升54%，动力电池成本下降56%，动力电池每GWh的产能建设成本降低69%。这是3年后将达到的成果。虽然是期货，是PPT，但这PPT也有些恐怖，超过了电池行业的发展趋势曲线。为了做到这些提升，特斯拉分了5个小目标：1、4680无极耳电芯我们知道，特斯拉用的电芯和国内的车企路线不同，是一颗颗小小的“5号电池”，一辆车上要装上千颗电池，无疑给管理和空间利用带来的麻烦（比如电芯本身的壳体便是一种浪费），因此特斯拉也一直想将电芯做的更大一些，从18650升级到21700，这回又升级到了4680。这串数字指的是电池直径46mm，高80mm，体积一下子膨胀了5倍多，简直成了一个饼干桶。其作用好像采用了CTP/大模组技术，把原来5节电池干的活让一节电池包了，省了许多附件。当然，成本和安全上的考量也制约了电芯尺寸的无限增大。特斯拉的研究显示，46mm是一个平衡点，就好像汽油机上0.5L/.每气缸的黄金排量一样。此外，新电池还改进了结构，取消了极耳结构。极耳的作用是连接电池中一圈圈的正负极板，传输电能到外界的通道。特斯拉取消了这一连接件，改让极板与电池盖板直接连接，大大提高了电能的传输面积，缩短了传输路径，从而减小了电阻，减少损耗和发热。这一做法无疑提高的电池的生产难度，因此特斯拉估计需要3年时间才能实现量产。新电池在保持能量密度的情况下，4680电池使功率密度提高20%，电池成本降低14%，续航里程提高16%。从Model?S到Model?3到Model?Y，特斯拉一直致力于减少车上的零部件数量，将各种功能集成在一起。特斯拉将底盘规划为三个部分，前后两部分是直接铸造而成的大型单体，而中间部分直接放入电池，既是电芯的壳体，也是车身的结构件。从PPT中可以看到，特斯拉同样采用了CTP理念，电芯直接成包，没有中间结构模组（上边红色部分）。马斯克表示这种结构比传统汽车强度更高“新结构下的敞篷都比传统硬顶强”。这项创意并不只是特斯拉的想法，之前的《电闻》便报道过宁德时代开发电池与车架融合的集成式底盘。而且，比亚迪的刀片电池似乎在这种结构中大有用武之地。新的集成式底盘使电池包成本降低?7%，整体续航提升?14%，整体减重?10%，制造底盘所需零件减少?370?件。3、无钴高镍正极早在大半年前，比亚迪还在渲染自己刀片电池的时候便有消息称特斯拉同样要采用无钴电池，后来随着特斯拉与宁德时代针对磷酸铁锂电池的合作曝光之后，特斯拉的无钴电池就被认为是磷酸铁锂路线。可马斯克却在电池日告诉大家，你们错了。特斯拉的无钴路线并非磷酸铁锂，而是将三元成分中的钴消除，用镍代替。高镍虽然有利于能量密度的提高和成本降低，但镍的高活性降低了电池的安全性。为此，特斯拉采用了新型涂层和添加剂来解决这个问题。新正极使整体电池成本降低?15%，整体续航提升?4%。但是宁德时代811电池的前车之鉴历历在目，特斯拉自身也表示仅在高续航需求的产品（Cyber/Semitruck）上使用高镍电池，其他车型仍会使用含钴电池与铁电池。作为在元素周期表中与碳同族相邻的硅，很早就有人想要将其用于制造电池负极，硅能量密度极高，远高于石墨，但是硅在电池循环使用过程中会发生破坏性的膨胀，因此没有实际应用的案例。因为电池日预热时放出的海报背景就是硅纳米线，因此有猜测认为特斯拉会使用Amprius公司的硅纳米线技术。结果没想到马斯克使用的却是生硅阳极工艺通过降低硅含量，并包覆弹性离子粘结物来阻止膨胀。这套新的工艺下制造成本降低5%，续航提升20%。但就目前而言，石墨作为负极还没有到达极限，锂电池能量密度的短板仍在正极材料。硅负极还是技术储备一般的存在。5、无停顿生产线最后一项是生产工艺流程的改进，特斯拉将大量分离的制造环节整合，减少物料转移的时间，比如取消电解液制成溶剂的环节，而是将固态的电极粉末直接压进电芯的卷膜，从而打造了不停顿的生产线，1条产线即可达成20GWh的产能，效率是之前的7倍。到2022年，特斯拉要自产100GWh的电池，到2030年，这一数字要成为3个TWh有了这些成本降低与续航提升，使得电动车的动力与储能系统的总价达到甚至低于燃油车的水平，使得特斯拉在三年后将有能力推出售价2.5万美元级别的入门级产品。也就是之前一直传闻的“Model?2”。别忘了，马斯克的目标从来都不是成为电动车世界的王，他想革了燃油车的命。特斯拉并非定位高端，最早的Model?S和Model?X只是因为在当年只有如此高定位的车型才能够支撑得了电动车的高成本，马斯克的目标一直以来都是普及电动车，特斯拉的核心车型一直是有普及基础的3.5万美元的Model?3，在Model?3打败3、4、C之后，卡罗拉，高尔夫就得小心了。最后还有一个重磅炸弹，也是离我们最近的——Model?S?Plaid开启预定，预计2021年末交付。13.99万美元，国内售117.49万元，一辆Taycan?4S的价格，就能够买到一台千匹马力，百公里加速2.1秒，?量产车中毋庸置疑的第一，0-400米小于9秒，最高车速320km/h，EPA续航837公里（NEDC续航可能破千）的无敌猛兽，Lucid?Air难受了呀。没错，电池日公布地这些技术、产品都是期货，只是，有一点值得注意，马斯克拿出来的期货哪一次没有兑现呢。结尾再插播三条特斯拉的相关新闻：1.特斯拉充电站完成318国道全覆盖。特斯拉沿着318国道陆续开设了多个充电站点，包含两座超级充电站、11座目的地充电站（慢充），平均每154公里就有一座。从而打通了成都至拉萨的充电线路，电车进藏不再是难题。2.特斯拉推出了增强版辅助驾驶。限时至9月30日，现有车主可以用半价（3.2万元）获得目前大部分特斯拉已实现的自动驾驶功能如：自动辅助变道、自动辅助导航驾驶、智能召唤等。3.美国东部时间周三上午，特斯拉还遭遇了一次网络中断事故，特斯拉车主无法使用APP连接汽车进行解锁上锁等操作，此事影响范围波及全球，也导致特斯拉股价再次大跌超过10%。收报380.36美元，相比8月31日的历史高点498.32美元已经跌去了一个大众。说到大众，虽然大众首款MEB平台的纯电车型ID.3因为软件问题推迟大半年，直到最近才开始小批量交付，但这并没有影响大众推新车的脚步，ID.4就在日前于美国首发并公布售价开启预定。首发车型为中配的ID.4?Pro，售价39995美元（约合人民币27.2万元）并可享受7500美元联邦补贴。如果说ID.3是电动化时代的高尔夫，那么ID.4就是电动化时代的途观。其三维尺寸分别是4585*1852*1636mm，轴距2766mm，略小于国产加长后的途观L，与探岳相当。内饰设计与大众现款车型有较大区别，一块5.3英寸的全液晶仪表盘和10（选配12）英寸的触控中控屏组成了极简的内饰。首发的ID.4?Pro采用了一台204马力的单电机驱动后轮，0-100km94汽车网(94che.com)/qichezatan/h加速时间8.5s，最高车速160km/h。82kWh（可用容量77kWh）的电池包可以提供402km的EPA续航，换算NEDC工况预计超过500km。支持125kW快充，5%-80%补能时间38分钟。将于2021年第一季度交付。之后ID.4还将推出采用更小电池包和动力系统的入门车型以及搭载302马力双电机四驱动力系统的ID.4?AWD?Pro。ID.4的竞争对手无疑是Model?Y，目前来看，ID.4在续航、动力、科技感等方面并不如Model?Y，但大众品牌背书的产品制造工艺、质量、售后保障以及更加便宜的售价会成为其主要竞争力所在。ID.4将由一汽-大众和上汽大众分别引进国产，根据工信部的公告显示，国产车型仅在造型上略有区分，整体尺寸没有大的变动，动力系统同样采用204马力单电机，NEDC工况续航555km。其将于10月22日国内首秀。本文作者为踢车帮?Route64本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

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