特斯拉的电池日到底在「秀」什么?( 二 )


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无极耳电池与传统锂电池相比 , 电池两端不再有凸起的极耳 。目的是为了降低内阻 。无极耳结构使得两极间距缩短 , 马斯克表示内阻可以降至原来的 1/5 , 而这个设计可显著降低发热量 , 解决高能量密度电芯的散热问题 , 并提高充放电峰值功率 。
最终使新电池的能量为过去的 5 倍 , 功率为过去的 6 倍 , 同时成本降低 14% , 续航里程提高 16% 。

  • 原料硅阳极材料:

  • 特斯拉选用储能效果好的生硅材料 , 重新开发电芯阳极 , 并通过增加弹性的离子聚合物涂层以稳定硅表面结构 , 提升电芯稳定性和安全性 。该技术可增加 20% 的续航里程 , 同时成本降低 5% 。
    特斯拉的电池日到底在「秀」什么?

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  • 不含钴的高镍阴极材料:

  • 阴极材料对提升能量密度至关重要 , 因此特斯拉开发出不含钴的高镍阴极材料 , 最大化提升镍含量 , 同时采用新的涂层与掺杂物 , 将阴极成本下降 15% 。
    但马斯克在现场透露 , 磷酸铁锂电池在特斯拉产品中也会大量使用 。特斯拉会根据产品的性质不同 , 运用不同的电池材料 。例如未来类似 Semi 和 Cybertruck 会使用更高镍的电池 。
    特斯拉的电池日到底在「秀」什么?

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  • 全新电芯工厂:

  • 有了全新的电池之后 , 正对特斯拉大量的电池需求 , 并不寄希望与合作生产 , 而是大幅提升自己的电池产能 。
    所以全新的特斯拉电池生产线的「产能」成为了新的关键要素 , 有趣的是马斯克说电池产线的灵感来源于两种古老工业:现代印刷业和玻璃瓶工厂 。当然 , 这背后也隐藏着 2019 年 10 月特斯拉秘密收购的加拿大电池制造设备生产商 Hibar 的能力所在 。
    电池产线主要涉及电极生产、环绕电极片、组装、排列四大工艺 。
    特斯拉的电池日到底在「秀」什么?

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    特斯拉 2019 年收购的 Maxwell 带来了今天的全新干电极工艺 。相比原来繁杂的湿式工艺 , 特斯拉如今使用干粉末压制技术代替 。
    由于新的 4680 无极耳电芯无需安装、焊接极耳 , 拥有更简化的制造过程和更少的零件 。但马斯克表示「simple is hard」 。更重要的是特斯拉希望以这种「high speed continuous motion assembly 高速连续动态装配」来提升生产效率 。
    特斯拉表示这条新生产线 , 设计产能就高达 20GWh , 拥有此前生产线 7 倍的生产能力 , 可显著提升生产效率 , 同时每千瓦时产能的投资成本下降 75% , 为快速扩张生产规模提供有利条件 。
  • 整车制造:

  • 在这套电池体系下 , 体现特斯拉垂直整合的最好案例就是特斯拉改变了电池与车结合的方式 。
    特斯拉开发出一种全新的车身架构 , 将电池包设计为车身结构件 , 将电池包和车身前后部一体化成型 , 此结构带来超高强度车身 , 同时车辆的重量分布也更靠近中心 , 带来更灵活的操控性 。为了实现这一设计 , 特斯拉专门研发一种前所未有的新配方合金材质 , 加强车身强度 。这一车身架构将提升 14% 的续航里程 , 将整体结构减重 10% , 并减少 370 个零件 。