科技 2020-09-22

特斯拉電池日前瞻:超長壽命電池將消滅燃油車?


北京時間9月23日凌晨,特斯拉將在股東大會結束後舉行「電池日」活動。根據早前特斯拉公布的海報來看,這一次投資者活動的主題或將是基於矽納米線的全新電池。

矽納米線是一種新型的半導體納米電池材料,近期已經將公司搬至特斯拉弗里蒙特工廠附近的新型鋰電池材料開發商Amprius,在矽納米線材料的研究上頗有建樹,其研發的矽納米線電池能量密度更高,電池重量和體積更輕小。

「許多令人興奮的東西將在電池日上發布。」距離「電池日」活動正式開始前,特斯拉CEO埃隆·馬斯克在社交媒體上一直預熱,「這一天將非常瘋狂。」

特斯拉原定於今年4月舉行「電池日」以便向投資者介紹公司最新的電池技術成果,但受新冠疫情影響,「電池日」的舉行日期被多次延期,最終推遲至9月才得以舉行。

外界對此次特斯拉的投資者活動抱有極高的期待,特別是在傳統車企紛紛向電動化領域轉型,特斯拉需要展示其在電池領域的技術實力,以吸引投資者繼續押注特斯拉。今年年初,大眾汽車公司專門負責電動車業務的董事會成員Thomas Ulbrich就曾表示,特斯拉在製造電動車和軟體方面的起步比競爭對手早10年。

新電池:「百萬英里電池」登場?

在「電池日」舉行前幾天,外國媒體曝光了特斯拉自主研發電池項目Roadrunner的產品,該產品為一款圓柱形大電池,直徑是目前特斯拉正在使用的2170圓柱電池直徑的兩倍之多。

目前2170型圓柱形電池的規格為直徑21毫米、長度70毫米,這意味著大電池的電芯體積是現有電芯的四倍。若該款電池能充分利用,特斯拉的車型將大幅提高電容,減少電芯和組裝套的個數,降低成本。

另外,據路透社早前報導,特斯拉將在「電池日」上推出「百萬英里」電池,而且該型電池或是與寧德時代聯合開發。所謂「百萬英里」電池,是指在電池使用100萬英里(約合160萬公里)後,仍然持有70%以上的容量。

這一類電池的研發,寧德時代已有布局。根據該公司早前披露的信息稱,該款電池採用自修復長壽命技術,可運行16年或行駛里程200萬公里,成本相比當前電池增加不超過10%,而且已經具備量產能力。

馬斯克亦在社交媒體上表示,「特斯拉有望在3到4年內批量生產壽命更長、能量密度提高50%的電池。400Wh/kg具有高循環壽命,批量生產(不只是實驗室生產)並不遙遠。可能需要3到4年。」目前特斯拉Model3使用的2170電池的能量密度約為260Wh/kg,400Wh/kg意味著比目前的能量密度提高50%。

新材料:無鈷電池登場?

馬斯克一直希望降低動力電池的成本,原因在於動力電池占電動車成本接近四成,要推動電動車普及首先需要將其成本進一步降低。因此,今年年初就有消息指特斯拉將採用寧德時代提供的「無鈷」電池,即磷酸鐵鋰電池。

但特斯拉上海超級工廠也曾在官方帳號上表示「無鈷,不代表一定是磷酸鐵鋰」。

對於「無鈷」電池的理解,外界認為這是指剔除鎳鈷錳三元鋰電池中的鈷成分。在動力電池中,鈷的費用成本極高,動力電池廠商紛紛研發降低鈷比例的動力電池,從近年的523到622再到811,鈷的比例一降再降。

不過,磷酸鐵鋰電池也是另一種「無鈷」電池,而且其成本更低,但續航能力不如三元鋰電池。在馬斯克看來,磷酸鐵鋰電池能夠作為三元電池產能不足情況下的有效補充。「磷酸鐵鋰電池的成本優勢部分被Pack後質量的增加所抵消,因此磷酸鐵鋰電池pack後成本與三元鋰電池pack後成本接近。」

此外,在第二季度財報電話會議上,馬斯克表示「如果您以環保的方式高效地開採鎳,特斯拉將在很長一段時間內為您提供一份巨額合同。」

鎳可以提高動力電池的能量密度,因此高鎳正極材料(NCM811 和 NCA)被認為是未來動力電池的發展趨勢,特斯拉和國內主流電池廠都在推動高鎳電池材料的發展和應用。從2018年開始,高鎳滲透率不斷提升,高工鋰電預計2020年國內高鎳NCM811及NCA市場應用占比有望達到26.29%,對應正極材料需求量約7萬噸,2025年占比有望超過60%,對應正極材料需求量近40萬噸。

據外媒消息稱,特斯拉正在與加拿大礦業公司Giga Metals Corporation談判,擬購買低碳鎳金屬。一旦消息屬實,鎳的需求量或將出現大幅增長,財通證券在研報中預計,鎳在動力電池需求量將從目前的 4 萬噸增長到2030年的80萬噸,年均複合增長率達到35%。

One more thing:電池回收或成一大亮點

除了發布新款電池外,特斯拉近日還上線了電池回收計劃。其官網介紹,特斯拉的鋰離子電池使用的材料可以回收再用,「電池材料經提煉製成電池,在使用壽命到期時仍保留在電池芯內,屆時可提取有價值的材料供再使用。」

此前馬斯克曾表示,特斯拉的動力電池的壽命約為30萬-50萬公里,如需要更換,電池價格根據車型不同有所不同,價格在3000美元-7000美元之間。

無獨有偶的是,特斯拉前首席技術官JB Straubel創立的公司Redwood Materials就是專注電池回收技術,而且該公司的地址就在特斯拉工廠的附近。JB Straubel近日在接受媒體採訪時就表示,Redwood Materials是「反向超級工廠」,該公司的目標是通過回收電池,然後再次提供如鎳,鈷和鋰等電池材料,從而降低動力電池的價格。

他表示,未來幾年內被淘汰的動力電池可以從電動車處剝離,並回收以用作其核心材料,重建新的動力電池——在這一個閉環中,幾乎不會浪費任何材料。

不過,有意思的是,Redwood Materials近期得到了亞馬遜「氣候承諾基金」的注資,而馬斯克和貝佐斯正是死對頭。今年6月,亞馬遜宣布設立規模為20億美元的「氣候承諾基金」,支持可持續技術和服務的發展,目標是使亞馬遜和其他公司能夠在2040年實現「淨零」碳排放。除了貝佐斯,Redwood Materials也得到微軟創始人比爾·蓋茨的支持。

新京報貝殼財經記者 陸一夫 編輯 王進雨 校對 付春愔

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