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特斯拉自產(chǎn)電池的秘密:低調(diào)布局5年

鉅大LARGE  |  點擊量:1164次  |  2020年03月16日  

借著電動汽車的行業(yè)大潮,動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)迅速崛起,全球已形成中、日、韓三國公司爭霸,松下、LG、寧德時代等巨頭分庭抗禮的行業(yè)格局。


表面的平靜背后,新一輪巨變正在醞釀之中——固態(tài)電池即將掀起新一輪技術(shù)變革浪潮、動力鋰離子電池白名單去除后日韓公司重回我國市場、全球車企與零部件巨頭們也紛紛涉足電池產(chǎn)業(yè),一場大變局即將上演。


為此,車東西特推出《動力鋰離子電池大變局》系列報道,詳解全球動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的風(fēng)云變幻,本文為系列報道之一。


特斯拉自產(chǎn)的動力鋰離子電池終于來了,馬斯克的野心從電動汽車產(chǎn)業(yè)涌向了動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè),新的血雨腥風(fēng)將拉開序幕。


今日,據(jù)外媒electrek報道,特斯拉的“Roadrunner”動力鋰離子電池自產(chǎn)計劃正式啟動,位于美國弗里蒙特大沙漠內(nèi)的廠,一條屬于特斯拉自己的動力鋰離子電池生產(chǎn)線正在成型。


整件事件最值得關(guān)注的焦點在于,達成規(guī)?;a(chǎn)之后的特斯拉動力鋰離子電池每度電僅需100美元(約合人民幣701元,指每kWh容量電池價格),而根據(jù)投資機構(gòu)瑞銀公布的數(shù)據(jù),松下當(dāng)前動力鋰離子電池每度電的成本約為111美元(約合人民幣772元),而寧德時代動力鋰離子電池的成本則為每度電150美元(約合人民幣1042元)。


特斯拉進入動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的第一件事,就是打掉動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的價格“底褲”。


▲外媒報道特斯拉正在弗里蒙特廠建造電池生產(chǎn)線


但除此之外,馬斯克的這場動力鋰離子電池“閃電戰(zhàn)”還將在汽車產(chǎn)業(yè)與動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)同時掀起浪潮。更多擁有資本與技術(shù)的車企在特斯拉的號召下,將會涌入動力鋰離子電池市場,沖擊當(dāng)前的動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)格局。


在這樣關(guān)鍵的節(jié)點上,我們有必要找到特斯拉如何突破動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)壁壘,一步一步解決電池研發(fā),并最終具備電芯生產(chǎn)量力的秘密。


車東西通過對特斯拉五年以來的投資布局、技術(shù)研發(fā)情況與產(chǎn)業(yè)鏈布局進行梳理,找到了其中的答案。


耗時五年三元鋰電之父助力特斯拉自產(chǎn)電池


2020年二月十二日,外媒electrek曝料稱,特斯拉正在美國弗里蒙特廠搭建一條動力鋰離子電池生產(chǎn)線。一時間,特斯拉自產(chǎn)動力鋰離子電池的消息公之于眾,引發(fā)了業(yè)界震動。


但若非此次媒體曝光,恐怕沒有人能想到特斯拉自產(chǎn)動力鋰離子電池的速度如此之快。


原因在于,與其他大張旗鼓進軍動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的車企不同,特斯拉在這一領(lǐng)域的布局簡直可以用低調(diào)來形容。


自2015年以來,特斯拉與動力鋰離子電池相關(guān)的投資僅有三筆,分別是對達爾豪斯大學(xué)杰夫·戴恩研究小組(JeffDahnResearchGroup)的5年贊助計劃、收購電池技術(shù)公司Maxwell以及收購電池制造設(shè)備公司Hibar。


三筆投資中,特斯拉僅披露了收購Maxwell的金額——2.18億美元(約合人民幣15.27億元),另外兩筆投資的金額與具體細節(jié)均未公布。


但正是這三筆投資,湊齊了特斯拉自產(chǎn)電池所需的關(guān)鍵技術(shù)——動力鋰離子電池的電極、電解液、隔膜、電池殼體以及電池的制造工藝。


特斯拉在動力鋰離子電池領(lǐng)域的布局始于2015年。


以領(lǐng)先于業(yè)界的三電技術(shù)立身的特斯拉不甘于在動力鋰離子電池領(lǐng)域受制于松下,更何況彼時松下動力鋰離子電池的產(chǎn)量爬坡速度遠不如特斯拉汽車生產(chǎn)線的產(chǎn)量爬坡速度。


馬斯克有預(yù)見性地意識到,松下可能會成為特斯拉邁向年產(chǎn)百萬輛電動汽車的最大阻礙(隨后事實如其所料,2018年松下的動力鋰離子電池產(chǎn)量限制了特斯拉Model3的量產(chǎn)速度)。


于是,馬斯克動起了自產(chǎn)動力鋰離子電池的念頭。


2015年,馬斯克找上了專注于鋰電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的杰夫·戴恩團隊,希望為其供應(yīng)“數(shù)額可觀的5年的研究經(jīng)費”(thesubstantial5-yearfundingpackage),讓其為特斯拉研發(fā)壽命更長、成本更低、能量密度更高的鋰離子電池。


▲杰夫·戴恩研究小組


杰夫·戴恩團隊是加拿大頂級大學(xué)達爾豪西大學(xué)內(nèi)一支專注于鋰離子電池技術(shù)研究的團隊,自2008年開始研究鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化項目。其官方網(wǎng)站顯示,該團隊目前擁有30人左右的規(guī)模,共計發(fā)表論文600余篇,在重量級期刊JES與JPS上均有論文公布。


有外媒評價,該團隊是目前鋰離子電池領(lǐng)域研究實力最強的團隊之一。


杰夫·戴恩本人更是通過精確限定鎳鈷錳材料中鎳的含量,使三元復(fù)合正極材料成功實現(xiàn)規(guī)模商業(yè)化,成為了業(yè)界公認的三元材料技術(shù)真正的開創(chuàng)者和發(fā)明者。


▲杰夫·戴恩


一邊是急于自研自產(chǎn)動力鋰離子電池的特斯拉,一邊是希望并且擅長將技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的杰夫·戴恩團隊,雙方一拍即合。


同年六月十六日,杰夫·戴恩團隊所在的達爾豪西大學(xué)與特斯拉共同宣布,杰夫·戴恩研究小組的合作伙伴將在2016年六月,從3MCanada轉(zhuǎn)移到特斯拉,并與特斯拉達成獨家合作協(xié)議。


達成合作協(xié)議之后,杰夫·戴恩老爺子一屁股坐進了特斯拉的前備箱,比出兩個大拇指,興奮之情溢于言表。


▲杰夫·戴恩


在此之后,杰夫·戴恩團隊持續(xù)在新型鋰離子電極材料、鋰離子電池故障機理診斷、電解質(zhì)添加劑、鈉離子與鋰離子電池安全性基礎(chǔ)研究以及電池研究理論/建模方面持續(xù)取得突破。


去年年底,來自杰夫·戴恩團隊的論文顯示,其新研發(fā)的動力鋰離子電池循環(huán)周期可達到5000次左右,對應(yīng)電動汽車行駛壽命超過100萬英里(約為160萬公里),這項專利目前已經(jīng)為特斯拉所有。


而近期外媒electrek又曝出消息,稱杰夫·戴恩團隊的研究成果將使特斯拉的動力鋰離子電池成本達到100美元/kWh(約合701元/kWh)。比較投資機構(gòu)瑞銀給出的數(shù)據(jù),松下動力鋰離子電池的成本約為111美元/kWh(約合771元/kWh)、寧德時代約為150美元/kWh(約合1042元/kWh),特斯拉目前的電池成本在業(yè)界屬于最低水平。


據(jù)了解,杰夫·戴恩團隊還在幫助特斯拉完成能量密度500Wh/kg的高鎳三元鋰離子電池的研發(fā),目前已初具成果。


可以說,2016年以來,杰夫·戴恩團隊為特斯拉自產(chǎn)電池項目貢獻了眾多底層的技術(shù)專利與經(jīng)驗積累,完善了特斯拉從電極、電解質(zhì)到電池殼體環(huán)節(jié)的大部分技術(shù)鏈條。五年時間,杰夫·戴恩團隊也確實完成了簽約時對特斯拉許下的諾言——幫助特斯拉提升動力鋰離子電池循環(huán)次數(shù)、降低動力鋰離子電池成本、研發(fā)高能量密度動力鋰離子電池。


這筆投資關(guān)于特斯拉而言,物超所值。


收購Maxwell干電極技術(shù)提升動力鋰離子電池能量密度


2016年之后,馬斯克轉(zhuǎn)身扎進了特斯拉Model3的產(chǎn)量地獄,再無閑暇顧及動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的布局,以至于2017年、2018年2年時間里,特斯拉在動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)并沒有大的動作。


但時間來到2019年,一件事情為馬斯克敲響了警鐘。


2019年二月,特斯拉2018年財報公布的電話會議上,馬斯克指出,超級廠電芯產(chǎn)量的不足是限制特斯拉Mode3產(chǎn)量的最大桎梏。


2019年四月,馬斯克再度發(fā)推表示,“超級廠的電芯產(chǎn)量只有24GWh,從七月份開始一直限制Model3的產(chǎn)量,在產(chǎn)量到達35GWh之前,特斯拉不會再投錢進去?!?/p>

來自松下的產(chǎn)量限制,使得馬斯克再度意識到了動力鋰離子電池的重要性,他開始加速特斯拉在動力鋰離子電池領(lǐng)域的布局。


2019年五月,特斯拉以2.18億美元(約合人民幣15.27億元)的價格收購電池技術(shù)公司Maxwell,溢價幅度達到55%。


之所以如此迫切地拿下這家公司,是因為特斯拉看中了Maxwell的干電極技術(shù)與超級電容技術(shù)。


▲Maxwell干電極技術(shù)介紹


傳統(tǒng)的電極制備工藝屬于濕電極工藝,制造過程中,要將正負極材料加入溶劑中,對電極片材料進行涂覆。


這種制造工藝的優(yōu)勢在于生產(chǎn)工藝驗證時間長,電極質(zhì)量穩(wěn)定,但溶劑的特性決定了這種電極涂覆的方式生產(chǎn)的電極較薄,能量密度受限。


同時,生產(chǎn)過程中,要對溶劑進行蒸發(fā),這一部分生產(chǎn)工藝會產(chǎn)生一定程度的環(huán)境污染。


而無溶劑的干電極生產(chǎn)工藝則是將活躍的正負極材料混入黏性物質(zhì)中,使得正負極材料自身“原纖維化”,形成自支撐膜,牢牢地粘著在電極片上(原理類似于腳底牢牢粘上的口香糖)。


這種生產(chǎn)工藝可以制備更厚的電極,使得電池的能量密度得到大幅提升。目前,使用該工藝制成的三元鋰離子電池電芯能量密度大于300Wh/kg,電芯單體能量密度最高可實現(xiàn)500Wh/kg,同時獲得更大的放電倍率。


與此同時,干電極的另一大好處,就是可以在電池使用之后,持續(xù)為其補充鋰金屬,彌補電池的容量衰減;而采用濕電極法制備的電極,補充鋰金屬和混有鋰金屬的碳不能很好地彼此融合,通常會伴有煙霧、火苗和噪音等強烈反應(yīng)。


此外,干電極的制作流程不要進行溶劑干燥步驟,降低了生產(chǎn)成本與時間成本,也降低了環(huán)境污染。


另一項超級電容技術(shù),則可以用作能量回收過程中的快速儲能裝置,其能耗遠小于將回收的動能重新儲備到電池中。


而在急加速過程中,超級電容器能夠?qū)崿F(xiàn)大功率放電,避免動力鋰離子電池直接大功率放電產(chǎn)生鋰晶枝,對電池結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷。


超級電容技術(shù)的另一大優(yōu)勢,就是工作溫度范圍大,大部分電池的工作溫度要維持在20℃-40℃之間,對外界環(huán)境溫度要求較為苛刻。而超級電容的工作溫度在-40℃-80℃之間,可用于冬天車輛起步與動力鋰離子電池的加熱。


干電極技術(shù)為特斯拉自產(chǎn)電池提高了能量密度,而超級電容技術(shù)能夠在特定場景下為電池供應(yīng)輔助作用,二者結(jié)合或許是特斯拉將來會采用的“混動”方案。


收購電池生產(chǎn)設(shè)備商Hibar為自產(chǎn)電池鋪路


投資杰夫·戴恩團隊,收購Maxwell都是為了掌握最新的電池技術(shù),掌握技術(shù)之后的關(guān)鍵就是將其量產(chǎn)。


2019年十月,有媒體發(fā)現(xiàn),加拿大精密設(shè)備公司Hibar突然出現(xiàn)在特斯拉旗下,成為了特斯拉的控股子公司。


特斯拉收購Hibar屬于秘密進行的項目,其收購日期、金額、合作細節(jié)均未透露,但可以明確的是,收購Hibar意味著特斯拉的自產(chǎn)電池項目僅差臨門一腳。


Hibar以生產(chǎn)高精度定量注液泵、注液生產(chǎn)系統(tǒng)、自動化電池制造和工藝設(shè)備聞名,產(chǎn)品線覆蓋了完整的電芯生產(chǎn)流程。


▲Hibar產(chǎn)品一覽


在過去的40年時間里,Hibar已經(jīng)成為了電池行業(yè)里一次電池及二次電池生產(chǎn)線的首選供應(yīng)商。


投資杰夫·戴恩團隊讓特斯拉擁有了自研動力鋰離子電池的技術(shù)人才,收購Maxwell使得特斯拉掌握了動力鋰離子電池領(lǐng)域最前沿的技術(shù),而收購Hibar是特斯拉自產(chǎn)動力鋰離子電池項目的最后一環(huán),至此,特斯拉形成了從技術(shù)研發(fā)、樣品驗證到大規(guī)模量產(chǎn)的全面布局。


電池壽命超百萬英里能量密度可達500Wh/kg


雖然特斯拉已經(jīng)擁有了電池的研發(fā)、驗證與量產(chǎn)的能力,但實際產(chǎn)品將能夠達到什么樣的效果呢?


目前其電池生產(chǎn)線還未投入實際使用,想從產(chǎn)品出發(fā)進行分析不太現(xiàn)實。我們可以換一個角度,從特斯拉目前擁有的技術(shù)實力,來推斷其自產(chǎn)電池的技術(shù)指標(biāo)。


1、電極


從電極角度來看,特斯拉自產(chǎn)的電池有很大可能性會采用已收購的Maxwell的干電極技術(shù),該技術(shù)目前在三元鋰離子電池領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)的單體電芯能量密度為300Wh/kg,最大能夠達到500Wh/kg。


現(xiàn)階段,業(yè)界僅有松下的NCA811三元鋰離子電池以及寧德時代的NCM811三元鋰離子電池可在電芯能量密度達到300Wh/kg。


與此同時,上文提到,干電極技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)將鋰金屬補充到負極內(nèi),以彌補充放電過程中,鋰離子在負極、電解液中的消耗。


而此前,Maxwell有一項待審專利正是將鋰離子補充至電池負極,這項專利技術(shù)將能夠有效緩解電池在使用過程中的容量衰減問題。而隨著特斯拉完成對Maxwell的收購,這項專利技術(shù)也自然轉(zhuǎn)移到了特斯拉的名下。


▲Maxwell待審專利


在成本方面,由于省去了干燥步驟,整個電芯生產(chǎn)環(huán)節(jié)成本大約可下降10%-20%。


2、電解質(zhì)


在電解質(zhì)方面,受特斯拉資助的杰夫·戴恩團隊近期在知名期刊JES上發(fā)表了兩篇論文,講述了他們在電解質(zhì)方面取得的進展。


其中一篇名為《二惡唑酮與亞硫酸亞硝酸鹽作為鋰離子電池電解液添加劑》。


論文中提到,杰夫·戴恩團隊對近期開發(fā)的新型電解質(zhì)添加劑MDO以及另外兩種添加劑PDO和BS進行了高溫高電壓與長期循環(huán)性能的測試,載體為NCM523三元鋰離子電池。


為進行該項測試,團隊將三種添加劑分別進行了單獨與混合添加,不同的實驗組合置于不同的溫度、電壓下進行測試,得出了不同的循環(huán)性能。


實驗結(jié)果表明,添加了MDO、PDO電解質(zhì)添加劑的電池均在石墨負極表面形成了SEI層(對負極起到保護作用),而添加了BS電解質(zhì)添加劑的電池則沒有形成SEI層。


通過長時間電池循環(huán)性能測試,2%PDO+1%硫酸乙烯、2%PDO+1%二氟磷酸鋰的電解液添加劑組合在所有實驗電解質(zhì)添加劑的表現(xiàn)中最優(yōu),在經(jīng)過800次放電循環(huán)后,電解質(zhì)中留存的添加劑濃度依然大于90%。


▲實驗結(jié)果,(b)(c)中最高的兩條分布點分別為2%PDO+1%硫酸乙烯、2%PDO+1%二氟磷酸鋰的電解液組合


在這一研究成果的基礎(chǔ)上,杰夫·戴恩團隊在去年六月又公布了一篇名為《出色的鋰離子電池化學(xué)性能的廣泛測試結(jié)果,可作為新電池技術(shù)的基準(zhǔn)》的論文。


這項實驗同樣是對NCM523三元鋰離子電池進行了不同的電解質(zhì)添加劑測試。


實驗結(jié)果顯示,分別向電解質(zhì)中添加2%碳酸亞乙烯酯+1%硫酸乙烯、2%氟代碳酸乙烯酯+1%二氟磷酸鋰、1%二氟磷酸鋰這三種電解質(zhì)添加劑組合,能使電池循環(huán)壽命有效上升。


▲實驗結(jié)果,紫色、綠色與紅色線條為測試結(jié)果,另外兩條為對照組


其中,添加了三種電解質(zhì)添加劑組合的電池普遍在3000次充放電循環(huán)之后,還能保持85%以上的電池容量,有一組甚至在經(jīng)歷了5000次充放電循環(huán)之后,仍然保持了90%以上的電池容量。


而另外兩組對照組的電池則在1000次左右的充放電循環(huán)之后,電池容量分別衰減到了50%左右的水準(zhǔn)。


假如以5000次充放電循環(huán)次數(shù)作為電池的平均循環(huán)壽命,以特斯拉Model3EPA續(xù)航里程322英里作為單輪充放電的續(xù)航里程,那么在該電池組的有效生命期內(nèi),一輛特斯拉Model3的行駛里程將會超過160萬英里(約合257萬公里)。


不過據(jù)特斯拉公布的專利顯示,目前他們保守估計該電池的使用壽命在100萬英里(約合160萬公里),一般純電動汽車所裝配的三元鋰離子電池理論使用壽命僅有40萬公里-50萬公里,特斯拉新電池的使用壽命大約是目前三元鋰離子電池的3-4倍。


值得注意的是,杰夫·戴恩團隊為特斯拉進行的研究是以NCM三元鋰離子電池為基礎(chǔ)的。因此從電解質(zhì)添加劑與其適配電極的角度出發(fā),特斯拉未來自產(chǎn)的電池極有可能是NCM三元鋰離子電池而非NCA三元鋰離子電池,該電池的最大循環(huán)次數(shù)可能逼近5000次,對應(yīng)車輛的行駛里程可能會達到100萬英里(約合160萬公里)。


3、超級電容器


除了動力鋰離子電池本身,收購Maxwell還為特斯拉帶來了超級電容技術(shù)。


馬斯克曾在媒體采訪中透露,在大學(xué)期間,他就對超級電容技術(shù)充滿興趣,一度想進行研究?,F(xiàn)在,這個超級電容的粉絲終于能夠如愿以償。


超級電容本質(zhì)上是不同于動力鋰離子電池的另一套儲能方案,比較動力鋰離子電池,其不足之處在于儲能性能有限。


但其長處也非常明顯,超級電容的充放電功率很大,并且能量損耗小,既能夠高效率進行動能回收,在車輛急加速時也能夠瞬間釋放大功率電流,減輕動力鋰離子電池工作壓力。


與此同時,超級電容的工作溫度區(qū)間為-40℃-80℃,能夠適應(yīng)一般電池難以適應(yīng)的極端環(huán)境。


可以說,超級電容具備與動力鋰離子電池互補的潛質(zhì)。在車輛正常行駛時,動力鋰離子電池供應(yīng)重要電力,當(dāng)車輛要急加速、進行動能回收、在寒冷地帶起步時,超級電容為車輛供應(yīng)電力。


當(dāng)自產(chǎn)電池項目落地后,特斯拉有可能會為車輛同步配備超級電容器,形成全新的動力鋰離子電池+超級電容“混動系統(tǒng)”。


綜合上述三方面來看,特斯拉自產(chǎn)的動力鋰離子電池極有可能是NCM三元鋰離子電池,第一代電芯產(chǎn)品的能量密度可能會在300Wh/kg左右,后續(xù)會逐步攀升至500Wh/kg。


其電解質(zhì)添加劑可能會選用2%碳酸亞乙烯酯+1%硫酸乙烯、2%氟代碳酸乙烯酯+1%二氟磷酸鋰、1%二氟磷酸鋰這三種電解質(zhì)添加劑組合中的一種,得益于優(yōu)異的電解質(zhì)性能,其電池的循環(huán)壽命將能夠達到100萬英里(約合160萬公里),超過目前所有的動力鋰離子電池循環(huán)性能。


不僅如此,超級電容技術(shù)也可能會被特斯拉投入應(yīng)用,作為動力鋰離子電池的輔助能源。


從供應(yīng)商變遷史看特斯拉自產(chǎn)電池的六大意義


特斯拉首條動力鋰離子電池生產(chǎn)線的搭建,意味著這家車企在動力鋰離子電池的供應(yīng)鏈上走出了新的一步。


自特斯拉推出首款車型Roadster以來,這條戰(zhàn)船就與全球鋰電巨頭松下牢牢地捆綁在一起。據(jù)了解,特斯拉首批100輛Roadster全部采用了松下的18650圓柱形電池。


后續(xù)推出的第一款面向大眾的量產(chǎn)車型ModelS,更是讓特斯拉與松下開啟了長達7年的獨家供應(yīng)關(guān)系。


在此期間,雙方在美國佛羅里達州的沙漠中,建起了一座產(chǎn)量達到35GWh的動力鋰離子電池廠,也是如今世界上產(chǎn)量最大的動力鋰離子電池廠。


▲特斯拉Gigafactory1


在馬斯克的設(shè)想中,這座廠最終將能夠?qū)崿F(xiàn)50GWh的年產(chǎn)量,撐起特斯拉年產(chǎn)百萬輛電動汽車的遠大愿景。


但事與愿違,一邊是產(chǎn)量瘋狂爬坡,電池需求迅速上漲的特斯拉;另一邊是即使出現(xiàn)虧損,也仍在擴大生產(chǎn)線,招收更多員工的松下。


雙方?jīng)]有達成供需同步攀升的微妙平衡,特斯拉的電池需求缺口越來越大,最終在2018年財報公布的電話會議上,雙方矛盾爆發(fā)。


馬斯克指責(zé)松下的動力鋰離子電池產(chǎn)量遲遲跟不上,限制了特斯拉Model3的產(chǎn)量爬坡,假如松下不能按照約定將合資廠的電池產(chǎn)量提升至35GWh,特斯拉就將停止對合資廠的投資。


2019年第三季度,雙方的合資廠動力鋰離子電池產(chǎn)量雖然達到了35GWh,但松下也凍結(jié)了進一步提升合資廠產(chǎn)量至50GWh的計劃。


自2013年展開合作以來,特斯拉與松下之間的關(guān)系第一次接近“冰點”。


此次事件之后,雖然特斯拉與松下仍然維持著動力鋰離子電池的供應(yīng)關(guān)系,但特斯拉也開始尋找新的動力鋰離子電池供應(yīng)商。借著特斯拉上海廠投產(chǎn)這一機會,LG與寧德時代被特斯拉納入其供應(yīng)商名單。


2020年一月三十日,特斯拉正式宣布與LG化學(xué)、寧德時代達成動力鋰離子電池供貨協(xié)議。


此外,路透社還報道,特斯拉正在與寧德時代就“無鈷”電池進行進一步商談,特斯拉未來很可能會使用寧德時代生產(chǎn)的“無鈷”電池。


▲路透社報道,特斯拉正在與寧德時代商議無鈷電池合作


到目前為止,特斯拉的動力鋰離子電池供應(yīng)鏈條已經(jīng)從松下獨家供應(yīng),轉(zhuǎn)變?yōu)長G化學(xué)、寧德時代、松下三家同步供應(yīng)。在特斯拉自產(chǎn)的動力鋰離子電池完成供應(yīng)后,這條供應(yīng)鏈也將被納入特斯拉的動力鋰離子電池名單。


特斯拉已經(jīng)正式從松下獨家供應(yīng)動力鋰離子電池的“單極時代”,走向多供應(yīng)商供應(yīng)動力鋰離子電池的“多元時代”。最終可能形成以自產(chǎn)電池為主,采購電池為輔的動力鋰離子電池供應(yīng)鏈條。


關(guān)于特斯拉而言,這一時代的到來有著三大意義:


1、動力鋰離子電池降本增效,坐擁多家動力鋰離子電池供應(yīng)商的特斯拉,對供應(yīng)商將擁有更強的話語權(quán),勢必會在動力鋰離子電池采購價格上加大壓價力度。


同時,自產(chǎn)的動力鋰離子電池生產(chǎn)線投產(chǎn)后,特斯拉的動力鋰離子電池成本將會低至100美元(約合人民幣701元),比松下的動力鋰離子電池成本還要低10%,特斯拉的成本優(yōu)勢更加明顯,旗下車型或?qū)⑦M一步降價,更大規(guī)模的擴張銷量。假如使用干電極技術(shù)進行動力鋰離子電池生產(chǎn),特斯拉動力鋰離子電池的生產(chǎn)效率也會有小幅提升。


2、助推產(chǎn)量上升,到目前為止,特斯拉共擁有兩座整車生產(chǎn)廠,一座位于美國加州弗里蒙特,目前處于滿負荷運轉(zhuǎn);另一座位于上海臨港,目前產(chǎn)量15萬輛/年,目標(biāo)產(chǎn)量為50萬輛/年,還有較大幅度的產(chǎn)量爬坡空間;還有一座規(guī)劃中的廠位于德國柏林,目前正在建設(shè)當(dāng)中。


就目前情況來看,特斯拉與松下的合資電池廠供給美國本土廠已然供不應(yīng)求,我國廠與未來的德國廠勢必要新的動力鋰離子電池供應(yīng)商來供應(yīng)動力鋰離子電池。供應(yīng)商足量的動力鋰離子電池供應(yīng)才能夠推動特斯拉產(chǎn)量上升,最終在2022年實現(xiàn)年產(chǎn)100萬輛特斯拉的目標(biāo)。


3、滿足百萬輛Robotaxi的需求,馬斯克曾經(jīng)夸下???,表示2020年將會有100萬輛特斯拉汽車上路成為Robotaxi,暫且不論自動駕駛技術(shù)是否可行,以目前的電池技術(shù)來看,這一目標(biāo)很難實現(xiàn)。


目前動力鋰離子電池的循環(huán)次數(shù)大多在1000次左右,對應(yīng)使用壽命大約為20萬英里(約合32萬公里),這一續(xù)航壽命關(guān)于普通家用完全足夠,但關(guān)于要24小時不間斷運行的Robotaxi而言,卻顯得捉襟見肘。


特斯拉自產(chǎn)動力鋰離子電池,正是為了解決這一難題,上文我們已經(jīng)提到,特斯拉最新的專利顯示,他們完成了100萬英里(約合160萬公里)續(xù)航壽命的電池研發(fā),擁有超長續(xù)航壽命的動力鋰離子電池將能夠滿足特斯拉Robotaxi運行的要求。


關(guān)于整個動力鋰離子電池行業(yè)而言,特斯拉自產(chǎn)動力鋰離子電池也有著深遠的意義:


1、特斯拉作為電動汽車領(lǐng)軍公司,進軍動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)這一行為,將會帶來模仿效應(yīng),未來更多大型車企在轉(zhuǎn)型電動化的過程中,可能會考慮自產(chǎn)動力鋰離子電池以滿足自身需求。關(guān)于車企而言,電動時代的核心——三電技術(shù),必須要握在手心。


2、車企進軍動力鋰離子電池,意味著動力鋰離子電池供應(yīng)商們原本的客戶流失,動力鋰離子電池供應(yīng)商的利潤空間受到壓縮。在與車企的博弈中,動力鋰離子電池供應(yīng)商將想方設(shè)法降低動力鋰離子電池成本,提高動力鋰離子電池性能。


3、新能源供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變,在車企自產(chǎn)動力鋰離子電池的過程中,原本隔著動力鋰離子電池供應(yīng)商的材料供應(yīng)商們,將能夠直接與車企產(chǎn)生聯(lián)系。產(chǎn)業(yè)鏈條減少,意味著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化。


結(jié)語:掌握電池后的特斯拉將更加強大


特斯拉弗里蒙特廠的第一條動力鋰離子電池生產(chǎn)線正在搭建,投產(chǎn)指日可待,馬斯克醞釀了5年的自產(chǎn)動力鋰離子電池計劃終于進入了產(chǎn)出結(jié)果的階段。


掌握動力鋰離子電池后的特斯拉,從各個角度來看,都將變得更加強大。


在供應(yīng)鏈端,追求降本的特斯拉,一旦實現(xiàn)了自產(chǎn)動力鋰離子電池的目標(biāo),對其他供應(yīng)商的動力鋰離子電池采購需求勢必會相應(yīng)減少。特斯拉的動力鋰離子電池供應(yīng)商們將會展開價格戰(zhàn),而在這場價格戰(zhàn)中,特斯拉將享有絕對的主導(dǎo)權(quán)。


在電動汽車產(chǎn)品端,特斯拉自產(chǎn)的動力鋰離子電池很有可能比目前市面上的大多數(shù)動力鋰離子電池性能優(yōu)異,將會擁有更長的使用壽命,更少的容量衰減,從而大幅提升特斯拉車型的保值率。


不過關(guān)于特斯拉而言,實現(xiàn)量產(chǎn)僅僅只是自產(chǎn)動力鋰離子電池這一偉大愿景的第一步,后續(xù)動力鋰離子電池的產(chǎn)量建設(shè),對其而言才是真正的挑戰(zhàn)。


在我國,動力鋰離子電池產(chǎn)量的建設(shè)成本約為4-6億元1GWh,而在美國,這一成本只會更高。特斯拉假如想要真正建成成規(guī)模的動力鋰離子電池生產(chǎn)線,后續(xù)至少要在動力鋰離子電池項目上投資數(shù)百億元。關(guān)于特斯拉這樣剛剛盈利,現(xiàn)金流無比寶貴的公司而言,這筆投資將會造成龐大的壓力。自產(chǎn)動力鋰離子電池,關(guān)于特斯拉而言,仍然任重而道遠。


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