马斯克:先设定一个小目标,比如卖2000万辆( 三 )


以上这些生产环节的变化 , 能够在更小的空间内以更高的速度生产电池 。马斯克作的比喻是以目前内华达州的Gigafactory为基准 , 同样面积采用新生产流程 , 可以从150GWh产量提升至1TWh , 接近10倍的产量提升 。
特斯拉今后仍然会和松下、LG、宁德时代合作采购电池 , 同时加速自产电池的产能 。目标是2022年实现100GWh产能 , 2030年实现3TWh产能 。
三、阳极材料(降低5%成本$/kWh)
一般阳极材料会选用石墨 , 因为这种晶体结构不仅稳定可以存储锂离子 , 而且在充放电过程中 , 膨胀缩小的程度较小 。但是石墨存储锂离子的能力远不如硅 , 硅可以存储9倍于石墨 , 但是在充满电后 , 其体积结构会膨胀4倍 , 由此则会导致结构损坏损失电池寿命 。
所以业界采用的方案有“硅玻璃”、“石墨硅”、“纳米硅” , 其成本价格分别为6.6$/KWh、10.2$/KWh、大于100$/KWh , 其成本都太贵了 。所以特斯拉打造了自己的方案——“特斯拉硅” 。
特斯拉采用“弹性离子聚合物”包裹住硅晶体 , 有效限制了其膨胀体积 , 增加了硅作为阳极的稳定性 , 能够增加续航20% 。
四、阴极材料(降低成本12%$/kWh)
目前阴极材料也基本无外乎镍、钴、锰、铝元素组成的氧化物 , 其所有的目标都是找寻最稳定和容量最大的结构 , “容纳”更多的锂离子 。当充放电过程中 , 锂离子来来往往 , 需要保证阴极材料稳定来保证安全和寿命 。
其中镍主要负责容量问题 , 钴用于稳定结构 , 锰、铝也起到一定稳定作用 。由于钴矿的开采问题和成本问题 , 特斯拉决定弃用钴元素 。通过“特别的涂层和掺杂物”用镍、锰作为主要材料 , 能够实现稳定安全的结构 , 同时降低15%的阴极材料成本 。
此后的特斯拉的产品线 , 将分为三类:长寿命储能和基础续航款车型、长续航车型和大容量储能、重量敏感的车型(高能量密度) , 分别采用铁锂电池、镍锰锂电池、高镍锂电池 。
虽然铁电池要比镍电池能量密度少50%-60% , 但是考虑整个电池包和装载产品情况 , 中续航类型汽车以及储能产品采用铁电池性价比非常合理 。同时镍锰电池采用2/3镍、1/3锰可使得同样的镍使用 , 相比于过去多生产50%的电芯 。
另一个关键的问题是阴极生产过程 , 占据成本非常高 。
传统的生产方式中 , 从矿石硫化处理到最后制造成阴极 , 需要无数复杂的处理过程 , 会浪费大量的水资源以及生成大量副产品 。从源头讲 , 开采矿石会造成大面积环境破坏问题 , 从生产讲 , 中间无数的工序和副产品造成大量的材料、能源浪费 。
所以特斯拉通过工程创新 , 从原始矿石粉末阶段到最终阴极产出 , 无需硫化处理 , 仅需不多的几步即可完成 。减少了66%资本投入、76%的处理成本 , 没有任何废水产生 。
正是基于从矿石原材料到阳极的生产技术 , 特斯拉将会建造自己的阴极制造工厂和锂工厂 , 将减少33%的锂成本 , 100%电力驱动工厂 。
特斯拉能够采用盐水直接从粘土中“提取”锂元素 , 所以在内华达州敲定的锂粘土矿场 , 特斯拉将挖取粘土 , 提取锂元素 , 然后让土填回矿坑 。仅内华达州的粘土锂 , 即可满足全美国实现汽车全电动化 。