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特斯拉“電池日”大猜想 馬斯克都憋了啥大招

http://dailynews.sina.com   2020年09月20日 17:00   北京新浪網

  距離特斯拉“電池日”的時間越來越近,有更多關於特斯拉電池有關的消息流出。從特斯拉正式上市開始,它成爲新能源領域的催化劑,快速推進更多技術的發展和變革。不僅讓我們看到新能源的未來,也讓更多競爭對手更爲頭疼。相信這次“電池日”特斯拉還將帶來更多驚喜,我們就先預測一下,馬斯克可能使出的大招。

  到2030年,特斯拉內部生產和第三方供應(合計)的電池產量將達到439億瓦時(GwH),佔全球電動汽車電池市場分額26%。而特斯拉的目標是2035年達到2太千瓦時(TwH),超過目前容量的30倍。

  去年4月,馬斯克曾宣佈,預計2020年將推出使用壽命超過100萬英里(160萬公里)的電池。百萬英里電池壽命將成爲“電池日”一大亮點,電池的壽命比汽車車身的壽命更長,並將開啓重複使用與電池回收的契機,進一步降低成本。

  百萬英里電池的提法特斯拉在去年就曾提到過。2019年4月,馬斯克就表示要研發出全生命週期內續航可以達到一百萬英里(約160萬公里)的電池。

  2019年6月,特斯拉電池專家傑夫·戴恩(Jeff Dahn)團隊發表了一篇論文,其中提到,特斯拉新型電池將採用新一代“單晶”NCM523材料和更爲先進的電解液,“相比現代傳統電池,其充電生命週期提升到4000次,電池生命週期內的汽車續航里程也將因此突破100萬英里。”

  值得一提的是,如果特斯拉百萬英里電池一旦量產,特斯拉電動車的使用壽命將比現在延長至少兩倍,這也意味着電動汽車整個生命週期的成本會更低,同時電池殘值也將更高。

  特斯拉提出“百萬英里”電池後,國內一些電池企業也陸續公佈自身長循環壽命電池的研發情況,其中寧德時代、蜂巢能源都透露了自家公司百萬公里電池技術研發情況。

  特斯拉多年來一直致力於降低電池中的鈷含量,一家德國公司的研究表明,Model 3電池的鈷含量比大衆等公司少75%。

  在第二季度的財報電話會議上,埃隆·馬斯克曾經表示,電池中的鈷元素最終將逐漸被徹底淘汰。LG化學和三星等電動汽車電池製造商大多青睞鎳錳鈷或鎳鈷鋁電池,而非無鈷磷酸鐵鋰電池,因爲前兩者的能量密度更高,可以讓汽車行駛更長的距離。

  LFP電池更環保,成本更低,但當涉及到續航里程時,它們往往受到限制。如果外界的猜測是正確的話,這種現狀似乎要隨着電池日的到來而改變。有報道稱,特斯拉在中國的電池合作伙伴——寧德時代已開始爲特斯拉在華生產的Model 3提供LFP電池。

  埃隆·馬斯克在2020年第二季度的收益電話會議上強調了這一點,他表示,特斯拉將擴大Model 3 LFP電池組在中國的生產規模。到7月底,特斯拉的長期電池合作伙伴——松下向媒體表示,他們將在兩到三年內爲電動汽車製造商用化的零鈷電池。

  乾電極與傳統鋰電池工藝差異主要體現在電極片製造上:傳統的鋰電池製造使用有粘合劑材料的溶劑NMP/MNP與負極或正極粉末混合後,把漿料塗在電極集電體上並乾燥,是溼法工藝。而乾電池技術,不使用溶劑,而是將少量(約5-8%)細粉狀PTFE粘合劑與正/負極粉末混合,然後通過擠壓機形成薄的電極材料帶,再將電極材料帶層壓到金屬箔集電體上形成成品電極。

  乾電池電極技術目前主要優點: 1、電極壓實密度更高,且有利於負極補鋰,因此能量密度更高:目前已經實現300wh/kg,目標可以超過500wh/kg;2、乾電池更易使用超高鎳正極材料;3、無需使用NMP+MNP溶劑,省了塗布、極片烘乾環節,成本較溼法電池降低10-20%以上。

  特斯拉已完成對Maxwell的收購,該公司之前更多主要從事超級電容的開發與應用。特斯拉收購Maxwell的一項重要技術理由可以歸結爲“原纖維化(Fibrilization)”。

  Maxwell乾電極工藝更簡單,不使用溶劑,它提供了一個重要但不那麼明顯的優勢。該過程從電極粉末開始,比如說特斯拉的NCA正極的鋰鎳鈷氧化鋁粉末。將少量(約5-8%)細粉狀PTFE粘合劑與正極粉末混合。然後將混合的正極+粘合劑粉末通過擠壓機形成薄的電極材料帶。

  特斯拉自2015年起就開始銷售PowerWall,並開始涉足太陽能屋頂供電系統。該公司還在Model 3中加入了車輛到電網技術。特斯拉已申請成爲英國的能源供應商,並經獲得在西歐進行電力交易的許可證。藉助龐大的Supercharger網絡,該公司有必要對能源供應成本進行更多控制,尤其是在Powerwall銷量擴大的情況下,這一點很有意義。

  如果成爲一家能源公司,憑藉龐大的Powerwalls安裝基礎,特斯拉可以爲客戶提供一項電力銷售項目,在用電高峯時通過特斯拉作爲電力供應商爲家用電池向電網出售電力。儘管這只是推測,但如果把這些點連起來看,特斯拉確實在沿着這一方向發展。

  鑑於電池的重量,電動車的重量並不小,但這對汽車來說並不是一個致命的問題。然而,對於飛機來說就不一樣了,每一克都很重要。今年早些時候,有傳言稱特斯拉飛機正在研發中,因此埃隆·馬斯克曾討論過研發特斯拉飛機的可能性。

  他否認自己至少在未來5年裏會把精力放在飛機研發上,但表示上述400Wh/kg的能量密度是電動飛機可行的條件。電池日上不太可能會有關於特斯拉飛機的明確聲明,但在聲明中可能會有一些關於達到這一能量密度級別的暗示。  

  對於一向不按常理出牌的馬斯克來說,“電池日”或許只是他又一次顛覆性思維大爆發。上述的多個猜想或將成爲未來新能源發展的新風向標,這些新技術或許可以改變新能源汽車的未來。特斯拉對於電池核心技術的重視,可以更好、更快的推進新能源領域的快速發展,這才是“電池日”更大的意義。

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