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來源: 網(wǎng)易科技報(bào)道 9月7日消息，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克（Elon Musk）希望到2030年每年能銷售2000萬輛電動(dòng)汽車，其秘訣就在于開創(chuàng)性的全新電池技術(shù)，新工藝將幫助電池成本削減一半。然而，許多專家質(zhì)疑稱，馬斯克的預(yù)測(cè)時(shí)間表過于樂觀。 多位與特斯拉關(guān)系密切的電池專家認(rèn)同馬斯克的觀點(diǎn)，他們表示，通過使用更大的電池和新的干法電極涂層工藝，特斯拉可以將電池成本削減一半，從而讓電動(dòng)汽車在美國的起售價(jià)降低8%。但壞消息在于，特斯拉的技術(shù)開發(fā)過程還有很長的路要走。 專家們解釋稱，這是因?yàn)樵谔厮估?680電池中，用于生產(chǎn)這種更大電池的干法涂層工藝屬于全新技術(shù)，尚未經(jīng)過驗(yàn)證，以至于公司在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、大幅削減成本的時(shí)候遇到了困難。一位專家表示：“特斯拉還沒有做好大規(guī)模生產(chǎn)的準(zhǔn)備。” 盡管如此，特斯拉在過去兩年已經(jīng)在削減電池生產(chǎn)成本方面取得了重大進(jìn)展，這可能有助于提高利潤，并擴(kuò)大其與大多數(shù)電動(dòng)汽車競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。 馬斯克承諾削減電池成本、改善電池性能被投資者視為特斯拉尋求開創(chuàng)全新時(shí)代的關(guān)鍵。在這個(gè)新時(shí)代，特斯拉哪怕以2.5萬美元的價(jià)格銷售電動(dòng)汽車也能實(shí)現(xiàn)盈利，甚至最早可能在2030年就實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。 電池系統(tǒng)是大多數(shù)電動(dòng)汽車中最昂貴的組件，因此制造低成本、高性能的電池組件是生產(chǎn)大眾型電動(dòng)汽車的關(guān)鍵，這些電動(dòng)汽車可以在價(jià)格上與內(nèi)燃機(jī)汽車正面競(jìng)爭(zhēng)。 特斯拉是為數(shù)不多幾個(gè)自己能夠生產(chǎn)汽車電池的大型汽車制造商之一，通過在美國工廠生產(chǎn)Model Y電池，其汽車有資格享受美國的稅收抵免優(yōu)惠。與之相比，其許多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的電動(dòng)汽車可能不再享有這種資格。 馬斯克過于樂觀？ 業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，特斯拉可能很難在今年年底之前完全采用新的干法涂層工藝，而是要等到2023年。 鋰離子電池聯(lián)合發(fā)明人、2019年諾貝爾獎(jiǎng)得主斯坦·惠廷翰（Stan Whittingham）認(rèn)為，馬斯克對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)商業(yè)化的時(shí)間表過于樂觀。他說：“我認(rèn)為他最終會(huì)解決這個(gè)問題，但不會(huì)像他說的那樣快。而且，我們還需要很多時(shí)間測(cè)試新技術(shù)。” 今年8月，馬斯克告訴特斯拉股東，到2022年底，該公司將大量生產(chǎn)4680電池。但據(jù)專家稱，到目前為止，特斯拉只能將4680電池成本降低2000至3000美元，大約是計(jì)劃節(jié)約成本的一半。知情人士稱，特斯拉希望通過大幅削減制造成本和一次性資本支出來實(shí)現(xiàn)節(jié)省5500美元成本。 但他們表示，這些節(jié)省的成本主要來自4680電池的新設(shè)計(jì)，這些電池比特斯拉目前采用的2170電池更大。不過，壓低成本的核心是干法涂層技術(shù)，馬斯克稱其為革命性技術(shù)，但短期內(nèi)很難投入實(shí)際應(yīng)用。 特斯拉在2019年斥資逾2億美元收購了Maxwell Technologies公司，從而獲得了干法涂層電極工藝。Maxwell總部位于圣地亞哥，主要生產(chǎn)超級(jí)電容器，它為攝像頭閃光燈等需要快速供電的設(shè)備儲(chǔ)存能量。 在Maxwell技術(shù)的基礎(chǔ)上，特斯拉今年開始生產(chǎn)4680電池，首先是在加州弗里蒙特工廠附近的試點(diǎn)工廠生產(chǎn)，最近開始在得克薩斯州奧斯汀的新全球總部生產(chǎn)。 同行業(yè)中最好 干法涂層工藝使特斯拉能夠拋棄更老、更復(fù)雜、成本更高的濕法涂層工藝。后者之所以昂貴，是因?yàn)樗枰罅康碾娏ΑC(jī)械、工廠空間、時(shí)間和勞動(dòng)力。 要想采用濕法工藝為電極涂層，電池生產(chǎn)商需要將這些材料與有毒的粘結(jié)劑溶劑混合。一旦涂上涂層，電極會(huì)被放入大型烤箱中干燥，在此過程中蒸發(fā)的有毒溶劑需要被處理和回收，所有這些程序都增加了成本。 有了干法涂層工藝，電極可被涂上不同的粘合劑，幾乎不需要使用液體，所以它們不需要干燥處理。這意味著，生產(chǎn)過程更便宜、更快，對(duì)環(huán)境的破壞也更小。 特斯拉表示，由于新生產(chǎn)工藝更為簡(jiǎn)單，這個(gè)過程使特斯拉能夠削減三分之一的資本支出，并將工廠占地面積和能源消耗削減至濕法工藝所需的十分之一。 但消息人士稱，該公司在將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化方面遇到了困難。Maxwell開發(fā)了用于超級(jí)電容器的干法涂層工藝，但電動(dòng)汽車電池的涂層電極面臨的挑戰(zhàn)在于它們更大、更厚，這使得它們很難在大規(guī)模生產(chǎn)的情況下保證質(zhì)量。 知情人士稱：“特斯拉已經(jīng)可以小批量生產(chǎn)新電池，但當(dāng)他們開始擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模時(shí)，該公司最終得到了很多廢品。同時(shí)，電池產(chǎn)量也非常低，以至于所有預(yù)期新工藝可能節(jié)省的成本都化為烏有。” 知情人士還透露，如果干法涂層工藝和更大電池的所有潛在效率都實(shí)現(xiàn)了，那么4680電池組制造成本應(yīng)該會(huì)下降5000美元到5500美元，大約是2170電池組成本的一半。 然而，不斷上漲的電池材料和能源成本對(duì)這些預(yù)測(cè)構(gòu)成了風(fēng)險(xiǎn)，特斯拉尚未能夠像馬斯克承諾的那樣，顯著提高新電池的能量密度或電量容量。盡管存在這些不利因素，特斯拉預(yù)計(jì)，在可預(yù)見的未來，4680電池將成為行業(yè)中最好的電動(dòng)汽車電池。 增大電池體積 專家們說，到目前為止，4680電池節(jié)省了2000至3000美元的成本，其中很大原因也來自其他方面的改進(jìn)。事實(shí)證明，使用更大的電池特別有效。4680電池的體積是2170電池體積的5.5倍。較老的圓柱形電池直徑為21毫米，高度為70毫米，并因此得名。而4680電池的直徑為46毫米，高度為80毫米。 知情人士稱，使用較老的技術(shù)，特斯拉需要大約4400個(gè)電池為Model Y供電，需要焊接17600個(gè)點(diǎn)（每個(gè)電池4個(gè)）才能將這些電池集成為汽車可用的電池組。而4680電池組只需要830個(gè)電池，特斯拉改變了設(shè)計(jì)，每個(gè)電池只有兩個(gè)焊接點(diǎn)，焊接點(diǎn)數(shù)減少到1660個(gè)，大大節(jié)省了成本。 更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)也意味著連接器和其他組件減少，這使得特斯拉進(jìn)一步節(jié)省了勞動(dòng)力成本和機(jī)器時(shí)間。 另一個(gè)提高效率的地方在于，更大的電池采用了更堅(jiān)固的外殼。特斯拉現(xiàn)在可以用粘合劑將電池粘合在一起，形成更堅(jiān)硬的蜂窩狀組件，然后直接連接到Model Y的內(nèi)部車身結(jié)構(gòu)上。知情人士稱，這省去了將電池捆綁成更大模塊、然后將其安裝在汽車上的中間步驟。 知情人士稱，通過轉(zhuǎn)向這種簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，特斯拉可以將傳統(tǒng)上1200磅（約合544公斤）重的電池組減輕25公斤以上，每個(gè)電池組可節(jié)省約500至600美元成本。 不過，掌握干法涂層技術(shù)仍不容易。知情人士表示：“增加電池體積對(duì)提高生產(chǎn)效率有很大幫助，但推動(dòng)電池成本整體節(jié)省50%則是另一回事，這將取決于特斯拉能否在其工廠成功部署干法涂層工藝。” |
