鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1033次 | 2021年01月07日
特斯拉:2022年100GWh、多角度降成本
海通電新認(rèn)為動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域有三大創(chuàng)新,1)電化學(xué)體系的創(chuàng)新;2)電池形狀、模組Pack結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新;3)生產(chǎn)制造工藝的創(chuàng)新。涉及到電化學(xué)配方、怎么制造、什么形狀、如何組裝。
三大創(chuàng)新里難度最大、壁壘最高的是電化學(xué)體系的創(chuàng)新,鈷酸鋰-磷酸鐵鋰-三元即為該領(lǐng)域的創(chuàng)新,未來(lái)的無(wú)鈷、固態(tài)等亦為如此,這種創(chuàng)新是以3-5年為時(shí)間維度,要較多的電化學(xué)工程師以及較高的研發(fā)投入,壁壘較高。除此之外,圓柱、方形、軟包、刀片皆為電池形狀的創(chuàng)新,包括18650、21700、刀片、590模組、VDA方形等,這種創(chuàng)新遵循著”大電芯“的設(shè)計(jì)思路在推進(jìn)。生產(chǎn)制造工藝的創(chuàng)新包括”無(wú)極耳“、”干法電極“、”預(yù)鋰化“等等。
特斯拉電池整體情況:
1、未來(lái)公司將以Twh(1000Gwh)來(lái)衡量公司的發(fā)展,公司希望電池的年產(chǎn)量達(dá)到10-20Twh,全球所有電池需求150Twh。
2、車的成本要下降,電池成本要下降,生產(chǎn)步驟要減少,之前一個(gè)生產(chǎn)150Gwh的廠可以生產(chǎn)1Twh。公司希望電池成本下降50%,通過(guò)材料、工藝等。公司目標(biāo)未來(lái)三年推出售價(jià)在2.5萬(wàn)美元的汽車。
3、公司目標(biāo)2022年100Gwh的電池,包括儲(chǔ)能等。2030年目標(biāo)3000Gwh。會(huì)在柏林生產(chǎn)電池。
未來(lái)公司要10Twh的電池,小型車/Robotaxi要1500Gwh,緊湊型、中檔車要3500Gwh,豪華車、SUV要900Gwh,皮卡要1100Gwh,卡車3000Gwh。
關(guān)于特斯拉動(dòng)力鋰電池的創(chuàng)新要點(diǎn),我們歸納如下:
一、電化學(xué)體系的創(chuàng)新
1、負(fù)極-硅。成本下降5%。硅儲(chǔ)能效果好,儲(chǔ)量大,但膨脹導(dǎo)致電池不愿意用。用非常高彈性的材料抑制它的膨脹,通過(guò)原材料重新設(shè)計(jì),提升續(xù)航里程20%。1kwh1美元的材料成本。
2、正極-高鎳。成本下降12%。正極像書架,最大差別是書架多大,書架上有多少書,要穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),不希望是凝膠狀,離子不斷的流動(dòng)要結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定。從金屬角度講,鎳能量密度最高、成本最低,所以要用越來(lái)越多的鎳;鈷是讓電池結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定的元素,非常高的鎳實(shí)現(xiàn)15%成本下降。公司希望獲得更多的鎳礦藏。三分之二的鎳+三分之一的錳這種材料更好。
關(guān)于儲(chǔ)能、整車要長(zhǎng)循環(huán)的可以用鐵鋰離子電池(LFPbatteriesforstandardrange),關(guān)于汽車和能量墻可以用鎳錳電池,關(guān)于質(zhì)量敏感的皮卡和卡車可以用高鎳電池。
公司會(huì)在美國(guó)建自己的正極廠。
二、電池形狀、模組結(jié)構(gòu)等的創(chuàng)新
1、無(wú)極耳電池。18650升級(jí)到了21700電池,提升了50%的體積,前兩個(gè)數(shù)字是直徑,中間兩個(gè)數(shù)字是高度,最后一個(gè)零可以去掉;大電芯是趨勢(shì),因?yàn)槌杀究梢韵陆?,但隨著大電芯越來(lái)越大,產(chǎn)熱會(huì)是問(wèn)題,通過(guò)激光技術(shù)把極耳去掉,電子流通距離更短,能量密度更高,不存在過(guò)熱的現(xiàn)象。公司做了很多的專利,有時(shí)候最簡(jiǎn)單的事情反而最難。
2、大電芯。包括無(wú)極耳、干電極等合計(jì)成本下降14%。假如沒(méi)有極耳,生產(chǎn)效率會(huì)很高,而且電池可以做到比較大,這款新電池的直徑是46mm,高度是80mm,單電芯容量是之前的5倍。僅僅是外形因素的改變,就能將每千瓦時(shí)的成本降低14%。
3、Pack。7%的成本下降。將把電池直接內(nèi)置在汽車結(jié)構(gòu)中,將減輕車輛的整體重量。這將減少所需零件的總數(shù)(減少370個(gè)零部件)并加快生產(chǎn)速度。而且最重要的是,這還將使每千瓦時(shí)的成本降低7%。
三、生產(chǎn)制造工藝的創(chuàng)新
1、干電極工藝。從電極設(shè)計(jì)開(kāi)始做創(chuàng)新,粉狀的正負(fù)極做濕法的處理,溶劑可以循環(huán)。然后公司通過(guò)干電極技術(shù)將其壓實(shí),粉狀材料壓成膜??梢詫?shí)現(xiàn)10倍的工序簡(jiǎn)化,要高精尖的工藝。實(shí)現(xiàn)最好的產(chǎn)出率。
2、產(chǎn)線。成本下降18%。持續(xù)性的加工和組裝。1條線可以到20Gwh,單線產(chǎn)出提升7倍。
3、定型(猜測(cè)是化成分容)。通過(guò)電子工序減少75%的復(fù)雜工序,減少80%的成本。
Musk-財(cái)報(bào)、經(jīng)營(yíng)更新
1、公司是目前唯一一家外資獨(dú)資的我國(guó)汽車廠,后續(xù)會(huì)達(dá)到100萬(wàn)輛的產(chǎn)量產(chǎn)量目標(biāo)。ModelY現(xiàn)在量產(chǎn),后面會(huì)擴(kuò)產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)模板的生產(chǎn)是簡(jiǎn)單的,量產(chǎn)是困難的。對(duì)特斯拉來(lái)說(shuō),從采購(gòu)到車輛交付周期越來(lái)越短,在全球每個(gè)大洲都設(shè)置廠,至少一家,這會(huì)讓公司的流動(dòng)性得到保障,交付周期得到縮短。
2、太陽(yáng)能成本有所下降,是美國(guó)光伏屋頂行業(yè)最物美價(jià)廉的產(chǎn)品。
3、2020年外部環(huán)境很艱難,但公司做了很多大的創(chuàng)新,銷量上已經(jīng)有了30%多的上升。今天所宣布的電池技術(shù)是對(duì)所有車的增值點(diǎn)。
4、特斯拉的核心競(jìng)爭(zhēng)力在于制造技術(shù)、工藝工程以及軟件能力。量產(chǎn)一款車比設(shè)計(jì)一款車難度新增10倍或是100倍。特斯拉很重視車輛軟件設(shè)計(jì),可以把特斯拉的車當(dāng)做一輛有四個(gè)輪子的筆記本電腦。
海通電新:特斯拉“電池日”核心要點(diǎn)