9月7日,特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)希望到2030年,每年销售2000万辆电动汽车的秘诀是开创性的新电池技术,这将有助于降低电池成本的一半。然而,许多专家质疑马斯克的预测时间表过于乐观。
南皇电子专注于整合中国优质电子Xilinx代理商国内领先的现货资源,提供合理的行业价格、战略备货、快速交付控制Xilinx芯片供应商,轻松满足您的需求Xilinx芯片采购需求.
一些与特斯拉密切相关的电池专家同意马斯克的观点。他们说,特斯拉可以通过使用更大的电池和新的干式电极涂层技术,将电池成本降低一半,从而将电动汽车在美国的起价降低8%。但坏消息是,特斯拉的技术发展还有很长的路要走。
专家解释说,这是因为在特斯拉4680电池中,用于生产更大电池的干涂层工艺是一项新技术,尚未得到验证,因此公司在扩大生产规模和大幅降低成本方面遇到了困难。一位专家说:特斯拉还没有准备好大规模生产。
尽管如此,特斯拉在过去两年降低电池生产成本方面取得了重大进展,这可能有助于提高利润,扩大其与大多数电动汽车竞争对手的领先地位。
投资者认为,马斯克承诺降低电池成本,提高电池性能是特斯拉开创新时代的关键。在这个新时代,即使特斯拉以2.5万美元的价格销售电动汽车,它也可以盈利,甚至最早在2030年实现。
电池系统是大多数电动汽车中最昂贵的部件,因此制造低成本、高性能的电池部件是生产大众电动汽车的关键,这些电动汽车可以与内燃机汽车竞争。
特斯拉是为数不多的能够生产汽车电池的大型汽车制造商之一,通过在美国工厂生产Model Y电池,其汽车有资格享受美国的税收抵免优惠。相比之下,许多竞争对手的电动汽车可能不再有资格。
马斯克过于乐观?
业内人士预测,特斯拉可能很难在今年年底前完全采用新的干法涂层工艺,而是等到2023年。
2019年诺贝尔奖得主斯坦锂离子电池联合发明者·惠廷翰(Stan Whittingham)马斯克对新技术商业化过于乐观。他说:我认为他最终会解决这个问题,但不会像他说的那么快。我们还需要很多时间来测试新技术。
今年8月,马斯克告诉特斯拉股东,到2022年底,该公司将生产大量4680电池。但据专家介绍,到目前为止,特斯拉只能将4680电池的成本降低2000到3000美元,约为计划节约成本的一半。知情人士表示,特斯拉希望通过大幅降低制造成本和一次性资本支出来节省5500美元。
但他们说,节省的成本主要来自4680电池的新设计,比特斯拉目前使用的2170电池更大。然而,降低成本的核心是干涂层技术,马斯克称之为革命性技术,但在短期内很难投入实际应用。
2019年,特斯拉花费超过2亿美元购买特斯拉Maxwell Technologies从而获得了干法涂层电极工艺。Maxwell总部位于圣地亚哥,主要生产超级电容器,为需要快速供电的设备储存能量,如摄像头闪光灯。
在Maxwell在技术的基础上,特斯拉今年开始生产4680电池,首先在加州弗里蒙特工厂附近的试点工厂生产,最近在得克萨斯州奥斯汀的新全球总部生产。
同行业最好
干涂工艺使特斯拉能够放弃更老、更复杂、更昂贵的湿涂工艺。后者很贵,因为它需要大量的电力、机械、工厂空间、时间和劳动力。
电池制造商需要将这些材料与有毒池制造商需要将这些材料与有毒的粘合剂溶剂混合。一旦涂层,电极将在大烤箱中干燥,蒸发的有毒溶剂需要处理和回收,所有这些程序都增加了成本。
有了干涂工艺,电极可以涂上不同的粘合剂,几乎不需要液体,所以不需要干处理。这意味着生产过程更便宜、更快,对环境的破坏更小。
特斯拉表示,由于新生产工艺更为简单,这个过程使特斯拉能够削减三分之一的资本支出,并将工厂占地面积和能源消耗削减至湿法工艺所需的十分之一。
但消息人士表示,该公司在商业化技术方面遇到了困难。Maxwell超级电容器的干涂层工艺已经开发出来,但电动汽车电池的涂层电极面临的挑战是它们更大更厚,在大规模生产的情况下难以保证质量。
知情人士说:特斯拉可以小批量生产新电池,但当他们开始扩大生产规模时,公司终于得到了很多废物。与此同时,电池产量也很低,所以所有预期的新过程都可能节省成本。
知情人士还透露,如果实现了干涂工艺和更大电池的所有潜在效率,4680电池组的制造成本应降低5000美元至5500美元,约为2170电池组成本的一半。
然而,电池材料和能源成本的上升对这些预测构成了风险,特斯拉未能像马斯克承诺的那样显著提高新电池的能量密度或容量。尽管存在这些不利因素,特斯拉预计4680电池将成为该行业未来最好的电动汽车电池。
增加电池体积
专家表示,到目前为止,4680电池节省了2000到3000美元的成本,这主要是由于其他方面的改进。事实证明,使用更大的电池特别有效。4680电池的体积是2170电池的5.5倍。老圆柱形电池的直径为21mm,高度为70mm,因此得名。4680电池的直径为46mm,高度为80mm。
知情人士表示,特斯拉需要大约4400个电池来使用旧技术Model Y供电,需要焊接17600个点(每个电池4个)才能将这些电池集成为汽车可用的电池组。而4680电池组只需要830个电池,特斯拉改变了设计,每个电池只有两个焊接点,焊接点数减少到1660个,大大节省了成本。
更简单的设计也意味着减少了连接器和其他部件,这进一步节省了特斯拉的劳动力成本和机器时间。
另一个提高效率的地方是,更大的电池使用更强的外壳。特斯拉现在可以用粘合剂将电池粘合在一起,形成更硬的蜂窝状组件,然后直接连接到它Model Y内部车身结构。知情人士表示,这节省了将电池捆绑成更大模块并安装在汽车上的中间步骤。
据知情人士透露,通过这种简单的转向设计,特斯拉可以将传统的1200磅(约544公斤)重的电池组减少25公斤以上,每个电池组可以节省500到600美元。
然而,掌握干涂层技术并不容易。知情人士表示:增加电池体积对提高生产效率有很大帮助,但另一件事是节省50%的电池成本,这取决于特斯拉能否在其工厂成功部署干涂层技术。
Xilinx中国海量优质的信息资源、行业资讯、最新开发方案等资讯信息平台。