技術量產取得進展 特斯拉4680電池「完全體」只差臨門一腳
鉅亨網新聞中心 2024-07-17 07:41
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特斯拉 (TSLA-US) 今年不會推出新車型,但可能會有新電池。據悉,特斯拉 2022 年底就已在實驗室中做出了乾法正極極卷,但因技術判斷失誤遲遲無法量產。今年 4 月該項目負責人 Drew Baglino 離職後,特斯拉調整技術路線,乾法正極量產取得突破。
4680 電池是特斯拉在 2020 年發布的自研電池,當時宣稱,新技術能讓電池成本降低 50% ,帶來更便宜的新車。
大幅降本的關鍵正是乾法電極工藝。現有動力電池的正、負極材料是漿狀物,即「濕法電極」,這使電池生產需經歷烘乾、溶劑回收等流程,耗時長、廠房佔地面積大。而乾法電極省去了上述流程,大幅縮減建廠佔地和單位電池產能的資本投入,提升電池性能和生產效率。
乾法正極是 4680 整個工藝中最重要、也最難突破的部分,正極材料也是電池中成本佔比最高的部件,超過 35%。
在攻克乾法電極的同時,特斯拉也在繼續改進當前妥協版 4680 電池的封裝工藝和材料配比,這些電池會優先供應 Cybertruck。目前特斯拉自產的 4680 電池,每周產能只夠裝 1000 輛 Cybertruck。
據知情人士,這些特斯拉正在美國生產的 4680 電池的材料供應商中,幾乎已沒有中國公司,其部分生產設備也已切換為日本、歐美公司,仍在使用中國設備的環節也在尋找備選方案。特斯拉也計劃今年下半年讓 LG 新能源直接供應完整的濕法正極 4680 電池,這些電池則將搭載到在美國生產的 Model Y 上。
4680 電池是特斯拉提升下一代產品競爭力的核心,乾法正極又是 4680 的核心。立項至今,特斯拉已在這個項目上耗時 5 年。
馬斯克要求年底前解決研發問題
過去 5 年,特斯拉曾有一條清晰的降本提效路線——用更大的一體壓鑄機縮短車身製造時間,設計零件數量更少、更容易製造的下一代車,用乾法電極技術壓縮電池製造成本,用 unboxed 技術縮短汽車組裝時間和成本,製造更多高效的超級工廠。
特斯拉投注了數十億美元和極多工程資源做這些硬件和製造創新。如果計劃實現,特斯拉會像 3 年前那樣保持領先全行業的毛利率和運營效率。
但今年 4 月以來,特斯拉開始陸續暫緩這些努力:暫停製造售價 2.5 萬美元的廉價車型,暫停研發更大的一體壓鑄車身,本該在今年投產的墨西哥下一代超級工廠至今仍未動工建設。
4680 電池一度也看起來危在旦夕。今年 4 月,該項目負責人離職,電池團隊也在當月被裁掉約 25% 的人員,目前只剩不到 800 人。
今年初,特斯拉曾對電池部門提出明確考核目標:如果到今年底,特斯拉自產的 4680 電池成本不能比 LG 新能源和松下等供應商更低,特斯拉會考慮放棄自產 4680 電池。
據知情人士,馬斯克已失去了耐心,並在今年 5 月向 4680 電池研發團隊下達了新命令,要求他們在今年底前解決電池在使用過程中的技術問題,同時進一步削減成本。
乾法正極近期的進展給了電池部門實現年底目標的可能性。
Baglino 離職後,特斯拉電池團隊決定走成本略高,但能更快量產的路線。這之前,特斯拉團隊早在 2022 年底就已在實驗室里做出了乾法正極極卷,下一步是要在量產線上復現。
但在量產極卷時,特斯拉被滾壓工藝難住了。馬斯克曾在 2022 年財報會議上說,「乾法正極工藝碰到極大挑戰,正極粉料非常硬,有時會損壞極片設備,這是我們沒預料到的。」
近期,特斯拉電池部門開始嘗試之前未被通過的方案,改用另一套設備,在滾壓和卷繞之後再解決極卷良率問題,取得了進展。
知情人士稱,電池部門近期信心增加,是因為他們認為現在已經過了研發最難的階段,接下來主要是工程優化問題。特斯拉可透過一些細節改進來提升效率,如一位特斯拉人士提到,之前產線上的極片出現壞品時,普通電池公司只會切掉數十釐米長的廢片,但特斯拉會切掉長達數米的極片,這導致特斯拉在生產電池時要承擔更高的壞品損失,也更難精准定位問題。
他表示,「這主要是因為我們沒有足夠多的工程人員去做測試。但好在這些任務接下來可以靠基礎技術人員做更多測試去改進,路線已經比較清楚了,花時間就可以解決。」
特斯拉有望自產一部分電池
4680 電池之前,特斯拉沒有完全自產過電池。特斯拉最初的一批量產圓柱電池是和松下合作生產的,到 2020 年之後,當時已經一年賣 50 萬台車的特斯拉形成了相對穩定的電池供應格局。
其中,方形電池全部由寧德時代供應,主要用於標準續航版 Model 3 和 Model Y,寧德時代除供應上海工廠,也出口給特斯拉的美國工廠;而圓柱電池則來自松下和 LG,用於長續航版和高端車型。
自 2023 年特斯拉開始自產 4680 電池後,它改變了自己的電池供應鏈,減少了對外部供應商,也包括中國供應商的依賴。
目前已在美國得州工廠量產的 “妥協版”4680 使用 LG 和兩家中國公司的濕法正極以及特斯拉自己的乾法負極。
如果乾法電極 4680 電池量產成功,且良率達到較高水平,特斯拉將可以完全自產 4680 電池,不再依賴供應商生產核心元件。
外部供應商會失去一部分特斯拉增量訂單。在馬斯克 2021 年的樂觀設想里,特斯拉未來要自產至少 30% 的汽車電池。
不過特斯拉的乾法正極 4680 能否保持成本領先仍有變數。這取決於乾法正極 4680 的良率提升速度和擴產速度。若良率太低,會抵消減少烘乾等生產環節帶來的好處。
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