每日經(jīng)濟(jì)新聞 2020-09-23 16:26:24
每經(jīng)記者 李碩 段思瑤 李星 孫磊 每經(jīng)編輯 孫磊
特斯拉在“電池日”上到底要發(fā)布什么新技術(shù)?特斯拉CEO馬斯克“擠牙膏”式的輸出,吊足了大家的胃口。
終于,謎底解開了。
北京時間9月23日的特斯拉電池日發(fā)布會上,馬斯克掩飾不住嘴角的喜悅,此前他曾在推特上稱這將是“特斯拉歷史上最激動人心的一天”。這一天,馬斯克宣布,新的“4680”電池與當(dāng)前Model 3使用的“2170”電池相比,能量密度提高5倍,續(xù)航里程提高16%,動力提高6倍,同時由于解決了連續(xù)生產(chǎn)問題,特斯拉電池生產(chǎn)線的速度提高了7倍。
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在馬斯克看來,當(dāng)前動力電池規(guī)?;a(chǎn)的速度不夠快,且產(chǎn)量較小。為了讓電動汽車的銷量增長速度超過燃油車,降低動力電池成本,特斯拉決定通過推出更大尺寸的圓柱形電池來降低每千瓦時的生產(chǎn)成本,即“4680”電池。
據(jù)了解,“4680”電池取消了將電池及其供電的汽車部件連接起來的極耳。去掉極耳后,電芯集流體與電芯蓋板和外殼直接相連,電芯的內(nèi)阻大幅減小,產(chǎn)熱更少。
除了外界期待的高續(xù)航電池,特斯拉宣布接下來還將在三年后能制造出價格為2.5萬美元的全自動駕駛汽車。這款車將搭載磷酸鐵鋰電池。
而外界期待許久的三電機(jī)版本ModelS Plaid車型也在“電池日”中上線并開啟預(yù)訂。新車型售價13.99萬美元起,約合人民幣94.88萬元,預(yù)計于2021年下半年交付。
盡管“電池日”上特斯拉釋放了不少重要信息,但傳聞中的“百萬英里”使用壽命的最新電池并沒有亮相。這讓不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,這次特斯拉的“電池日”創(chuàng)新度未達(dá)到市場預(yù)期。截至美東時間9月22日收盤,特斯拉(TSLA)股價大跌5.6%至每股424.23美元。
推出無極耳電池降低成本
事實(shí)上,特斯拉取消極耳并不意外,其此前就提交過一份無極耳電池設(shè)計申請。有分析認(rèn)為,通過取消極耳來簡化電池的生產(chǎn)流程,可以為特斯拉節(jié)省大量的時間、材料和資金。
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特斯拉方面稱,“4680”電池目前已經(jīng)接近于“試產(chǎn)”階段,將需要大約一年的時間來達(dá)到1千兆瓦的產(chǎn)能,并考慮此后將年產(chǎn)能提高到2千兆瓦。在此之前,馬斯克在社交媒體上表示,電池日中的產(chǎn)品要到2022年才能大規(guī)模量產(chǎn)。
在電化學(xué)體系創(chuàng)新方面,馬斯克表示,未來將在陽極上使用生硅材料取代碳材料來大規(guī)模制作電池,其可以通過在生硅材料上涂上有彈性的導(dǎo)電鍍層,來解決硅材料在加熱時會出現(xiàn)的膨脹和收縮問題。值得一提的是,生硅陽極工藝只需1美元/千瓦時的制造成本,并且還可提高20%的續(xù)航里程。
在正極材料方面,特斯拉將繼續(xù)走高鎳路線。馬斯克認(rèn)為,鎳的能量密度最高、成本最低,所以未來還要用越來越多的鎳。
馬斯克表示,如果最大限度地利用鎳,把鈷減少到零,可以使電池的價格降低50%。據(jù)了解,在Cybertruck、Semi這些能源密集型車型上,特斯拉將使用高鎳電池,而其他車型將使用鎳與其他化學(xué)物質(zhì)結(jié)合的電池。“這確保了大批量生產(chǎn)是可能的,希望更多的人開采鎳。”馬斯克再次重申。
此外,特斯拉還將把電池包本身設(shè)計為連接前后車身的結(jié)構(gòu)件,使車輛具有更強(qiáng)的車身強(qiáng)度,車輛的重量分布也更靠近中心,有更小的轉(zhuǎn)動慣量和更好的操控性。同時,去模組的電池包也使得車輛的續(xù)航里程提升14%,整體結(jié)構(gòu)減重10%,電池每千瓦時的成本降低7%。馬斯克稱,這項(xiàng)技術(shù)的靈感來自飛機(jī)機(jī)翼上的油箱。
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除了改進(jìn)電池材料和工藝,特斯拉還將從原材料采集、工廠設(shè)計、制造流程、電池回收及元素再利用等每一個步驟中挖掘降低成本和提升能力密度、續(xù)航里程的方法,并預(yù)期未來續(xù)航里程可增加54%,成本可降低56%。
目前,特斯拉已經(jīng)獲得在內(nèi)華達(dá)州面積1萬英畝的鋰礦開采權(quán)。馬斯克強(qiáng)調(diào):“鋰是一種廣泛可用的資源,是地球上最常見的資源之一,但僅內(nèi)華達(dá)州就足以為美國所有車輛提供電力。”
馬斯克解釋稱,上述部分目標(biāo)實(shí)現(xiàn)需要12-18個月,完全實(shí)現(xiàn)則大概需要三年。
此外,在本次“電池日”上,馬斯克表示,特斯拉大約3年后,會推出價格為2.5萬美元的全自動駕駛電動汽車。
特斯拉目前最便宜的在售車型為3.799萬美元的Model 3,而按照馬斯克預(yù)計的2.5萬美元計算,特斯拉有望將入門級產(chǎn)品的售價下降34%。
特斯拉為何“親自上陣”?
電池,一直是一個讓馬斯克頭疼的難題。
六年前的洛杉磯,一輛特斯拉Model S在高速行駛中撞上燈柱解體成兩半,鋰電池起火燒毀車體,隨后美國國家公路安全局介入調(diào)查。此后,特斯拉接二連三地發(fā)生了多起電池起火事件。馬斯克直言:“頻繁的起火事件已經(jīng)讓我飽受折磨。”
不止是安全問題,電池短缺也讓馬斯克倍感困擾,甚至多次在社交媒體上抱怨,“要不是松下‘拖后腿’,Model 3的量產(chǎn)和交付也不會出那么多亂子。”
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動力電池成本高,讓特斯拉傷透了腦筋。根據(jù)彭博社的數(shù)據(jù),2019年全球電動車的電池成本約為156美元/kwh。雖然這與之前相比,已經(jīng)是一個很大的進(jìn)步,但電動汽車的價格仍高于無補(bǔ)貼的燃油汽車。
目前,特斯拉的電池供應(yīng)主要依靠與電池企業(yè)的合作。它的電池供應(yīng)商包括松下、LG和寧德時代。在國內(nèi),寧德時代與特斯拉已達(dá)成合作,寧德時代將為特斯拉供應(yīng)鋰離子動力電池,采購期限從2020年7月1日到2022年6月30日。
7月,工信部官方發(fā)布了搭載寧德時代磷酸鐵鋰電池的國產(chǎn)特斯拉Model 3的動力信息,預(yù)示著寧德時代正式向特斯拉供應(yīng)電池。“從今年下半年開始,我們就已經(jīng)開始向特斯拉方面供應(yīng)了電池。”寧德時代相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者,其對特斯拉的供貨并不限于磷酸鐵鋰電池,還包括三元鋰電池,而與特斯拉的合作也不僅限于國內(nèi)。
這種電池外采購模式,不僅讓特斯拉的貨源得不到保障,還導(dǎo)致了高成本問題的出現(xiàn)。幾經(jīng)論證后,特斯拉決定“親自上陣”,自造電池。
事實(shí)上,特斯拉自造電池的預(yù)謀早有跡象。早在今年年初,有外媒報道稱,特斯拉正在弗里蒙特建造一條試點(diǎn)電池生產(chǎn)線,并在設(shè)計自己的電池生產(chǎn)設(shè)備。隨后,特斯拉接連收購了超級電容器制造商Maxwell和專門制造電池制造設(shè)備的公司Hibar,并開始“招兵買馬”。
今年2月,據(jù)外媒報道,特斯拉開啟了“Roadrunner”項(xiàng)目,目標(biāo)是采用“用機(jī)器來制造機(jī)器”策略自制電池,降低電池生產(chǎn)成本至100美元/kWh。
而今年以來,特斯拉不斷擴(kuò)建的弗里蒙特市工廠,發(fā)布了多個研發(fā)人員和制造工人的職位空缺,更加暴露了特斯拉自造電池的野心。
電池,這個占據(jù)著整車成本40%的核心零部件,幾乎決定著未來電動車產(chǎn)品和品牌的生死。而“悶聲”低調(diào)造電池的特斯拉,在技術(shù)路線的選擇上卻異常高調(diào)。
今年2月18日,特斯拉透露將在上海超級工廠的電動汽車中使用“無鈷”電池。由于鈷儲量小,產(chǎn)量不穩(wěn)定,若能將鈷去除,電池成本將大大降低。消息發(fā)布后,市場預(yù)計特斯拉所指的無鈷電池為在中國市場已經(jīng)應(yīng)用多年的磷酸鐵鋰電池。當(dāng)天,多個鈷資源股大跌。
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但特斯拉一邊宣揚(yáng)要用“無鈷電池”,一邊卻悄悄與嘉能可達(dá)成協(xié)議,每年將從后者采購6000噸鈷,用于上海工廠以及建設(shè)中的柏林工廠。這或許意味著,特斯拉至少短期內(nèi)仍無法完全實(shí)現(xiàn)“無鈷”。
由于電池“無鈷化”還未有實(shí)質(zhì)性量產(chǎn)和應(yīng)用突破,所以“去鈷提鎳”被認(rèn)為是目前可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。在此次特斯拉電池日上,馬斯克特別強(qiáng)調(diào)將從“鈷”車型轉(zhuǎn)向“鎳”車型。在能源密集型車型中,特斯拉將使用100%鎳支撐,而其他車型將使用鎳與其他化學(xué)物質(zhì)的結(jié)合,這確保了大批量生產(chǎn)是可能的。
“如果我們最大限度地利用鎳,把鈷減少到零,我們可以使價格降低50%。”馬斯克稱,他希望更多的人開采鎳。
雖然特斯拉自造電池的計劃已經(jīng)開始,但由于缺乏大規(guī)模生產(chǎn)電池的制造工藝和流程,這意味著從短期來看,特斯拉仍將依賴行業(yè)的合作伙伴。馬斯克也確認(rèn),特斯拉計劃繼續(xù)從現(xiàn)有供應(yīng)商甚至其他可能的供應(yīng)商處采購電池。
事實(shí)上,最近,特斯拉兩大供應(yīng)商LG化學(xué)和寧德時代均與印尼達(dá)成了在該國建設(shè)鋰電池工廠的協(xié)議。印度尼西亞鎳資源豐富,LG化學(xué)正在考慮對一家整合了冶煉廠的電動汽車電池工廠投資98億美元。同時,寧德時代也已在印尼蘇拉威西島上投資興建一座工廠,以提取電池級鎳化學(xué)品。
成本降至100美元/千瓦時?專家:很有可能
“任何一家企業(yè)都不想被外部供應(yīng)商掣肘其正常發(fā)展,特斯拉也一樣。”一位不愿具名的動力電池企業(yè)高管接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪時表示,隨著特斯拉銷量持續(xù)走高,所需電池量也會越來越高。只有掌握了主動權(quán),特斯拉才能得到更長遠(yuǎn)發(fā)展,在與其他電池供應(yīng)商合作時,才能擁有更多的談判資本。
從特斯拉“電池日”發(fā)布內(nèi)容來看,特斯拉發(fā)布的全新“無極耳電池”不僅要進(jìn)一步提升電池能量密度,還將大幅降低電池成本。有消息人士稱,此前特斯拉制定的目標(biāo)是,將每千瓦時的電池成本降低至100美元(約合人民幣675元)。
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“特斯拉提出的電池成本在100美元/千瓦時為電池系統(tǒng)成本,國內(nèi)企業(yè)目前還達(dá)不到。不過,國內(nèi)動力電池的電芯成本已能達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。”國家“863”計劃節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目專家組動力電池首席專家肖成偉表示。
隨著新能源汽車的快速普及,降成本已成為新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)。按照規(guī)劃,到2020年,中國、美國和歐洲設(shè)定的電池系統(tǒng)成本分別將達(dá)到1000元人民幣/千瓦時、100美元/千瓦時和100歐元/千瓦時。不過,清華大學(xué)教授歐陽明高曾提出,1000元/千瓦時目標(biāo)成本偏高,100美元/千瓦時更為合適。
對于特斯拉提出的其電池系統(tǒng)成本將降低至100美元/千瓦時,肖成偉認(rèn)為,特斯拉想要達(dá)到這一目標(biāo)并不難。“降低電池系統(tǒng)成本,與企業(yè)材料體系、工藝路線、制造水平、產(chǎn)品銷量規(guī)模緊密相關(guān)。”肖成偉認(rèn)為,只要銷量規(guī)模上去,電池系統(tǒng)的成本也將隨之降低,國內(nèi)動力電池發(fā)展亦是如此。目前,國內(nèi)新能源汽車市場規(guī)模還不大,電池裝機(jī)量也不高,使得國內(nèi)動力電池系統(tǒng)降本成效不明顯。
而特斯拉自產(chǎn)電池是否對其與電池供應(yīng)商的合作造成負(fù)面影響?對此,上述不愿具名的動力電池企業(yè)高管認(rèn)為,特斯拉這一舉動將影響其對外電池需求量,對寧德時代等合作伙伴的供貨量將造成一定影響。不僅如此,擁有自主生產(chǎn)電池能力的特斯拉,將在價格上給配套企業(yè)造成壓力。
不過,上述寧德時代相關(guān)負(fù)責(zé)人卻表示,隨著特斯拉在全球市場銷量的持續(xù)走高,特斯拉新能源汽車銷量將非常大,不可能僅有寧德時代一家電池供應(yīng)商,動力電池市場必然是開放合作的。
除降低成本外,特斯拉最新發(fā)布的電芯在外形結(jié)構(gòu)上也有改變。記者了解到,特斯拉現(xiàn)有車型搭載的電池分別為松下和LG供應(yīng)的21700圓柱型電芯,以及寧德時代供應(yīng)的方殼式磷酸鐵鋰電池。而此次推出的“4680”電池體積比21700圓柱電池更大,圓柱電芯直徑擴(kuò)大兩倍多,長度也增加了10毫米。“特斯拉‘4680’電池的設(shè)計原理與比亞迪‘刀片電池’類似,通過改變電池外形來提高電池容量,但材料體系和工藝水平?jīng)]有改變。”肖成偉告訴記者。
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業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為,相比“刀片電池”,采用無極耳設(shè)計的特斯拉“4680”電池不僅生產(chǎn)效率更高,還將降低電池內(nèi)部電流流過的電池內(nèi)阻,電池流通距離更短,效率更高。
“特斯拉電池主要用于內(nèi)供,不會對全球動力電池市場格局造成太大影響。”在上述不愿具名的動力電池企業(yè)高管看來,特斯拉推出的“大”電池概念,并不會改變當(dāng)前動力電池的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。
“電池日”之后 行業(yè)或加速向前
隨著特斯拉“電池日”的到來,業(yè)內(nèi)也即將迎來一場巨變。首先是國內(nèi)外眾多動力電池巨頭、車企對上游金屬資源的“跑馬圈地”。
在特斯拉計劃向加拿大礦業(yè)公司Giga Metals購入大量低碳鎳金屬后,近日,據(jù)外媒報道,印尼已與韓國LG化學(xué)和中國寧德時代分別達(dá)成了在該國建設(shè)鋰電池工廠的協(xié)議,預(yù)計將于2024年開始生產(chǎn)鋰電池。
印度尼西亞海事和投資事務(wù)協(xié)調(diào)部長盧哈特·潘杰蓋丹(Luhut Pandjaitan)表示,印尼將發(fā)揮其鎳資源優(yōu)勢,將該項(xiàng)投資擴(kuò)展到鋰電池下游產(chǎn)業(yè)。今年6月,印尼政府停止了其未加工鎳的出口,以確保該國的鎳原料供應(yīng)。
圖片來源:每經(jīng)記者 胥帥 攝(資料圖)
鎳可以提高動力電池的能量密度,高鎳正極材料被認(rèn)為是未來動力電池發(fā)展的大趨勢。據(jù)財通證券研報預(yù)計,受益于單位用量和電池車產(chǎn)銷量雙升,鎳在動力電池的需求量將從目前的4萬噸增長到2030年的80萬噸,年均復(fù)合增長率可達(dá)35%。
業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為,全球鋰、鈷、鎳資源的分布集中度較高且呈現(xiàn)寡頭壟斷特征,所以終端車企和動力電池相關(guān)企業(yè)近年來頻頻布局上游金屬資源,以謀求鋰鎳鈷的穩(wěn)定供應(yīng)。
上海有色網(wǎng)鈷行業(yè)高級分析師霍媛認(rèn)為,全球鋰、鈷、鎳資源未來或?qū)⑿纬煽v向一體化的趨勢,終端和原料端鎖好量價后,中間環(huán)節(jié)發(fā)揮的更多是加工廠的作用。
同時,動力電池行業(yè)自身也將受到較大影響。“百萬英里電池”的傳聞已經(jīng)讓不少企業(yè)壓力倍增。瑞銀(UBS)的分析師指出,未來三年內(nèi),每輛使用百萬英里電池的車可以節(jié)省2300美元。
當(dāng)前研發(fā)“百萬英里電池”的企業(yè)不僅特斯拉一家。此前,寧德時代對外發(fā)布稱,已研發(fā)出電池生命周期內(nèi)汽車?yán)m(xù)航里程124萬英里的電池;5月,通用汽車高管表示,通用汽車在開發(fā)百萬英里電動車電池方面已接近成功。
不過,在wedbush分析師丹尼爾·艾夫斯(Daniel ives)看來,特斯拉的優(yōu)勢在于規(guī)模和范圍。“其他廠商可以宣稱已經(jīng)研發(fā)出百萬英里電池,但真正能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的工廠只有一家,那就是特斯拉的上海工廠。”艾夫斯說。
馬斯克曾在社交媒體上表示:“特斯拉對軟件授權(quán)、提供動力系統(tǒng)和電池,持開放態(tài)度。我們只是在努力加速可持續(xù)能源的推廣,而不是摧毀競爭對手。”
這意味著,特斯拉未來可能將自制電池并成為設(shè)備商,從而改變電動汽車市場的游戲規(guī)則。不過業(yè)內(nèi)對于其他車企是否樂于接受特斯拉出售的電池仍有爭議,因?yàn)檫@樣做有可能使得自己的商業(yè)機(jī)密暴露給特斯拉。
圖片來源:每經(jīng)記者 歐陽凱 攝(資料圖)
而業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為,特斯拉自制電池若能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),將對動力電池企業(yè)的裝機(jī)量和行業(yè)格局帶來不小改變。
如今,除去自建電池生產(chǎn)線,在設(shè)計和供應(yīng)鏈方面持續(xù)改進(jìn)之外,特斯拉又提出了一體鑄造車身方案,將Model Y現(xiàn)有車身上的70個分離部件變?yōu)?個整體部件。馬斯克此前預(yù)測,Model Y會超過Model 3,成為特斯拉銷量最高的車型,甚至有可能超過Model S、Model X和Model 3的銷量總和。
無論馬斯克的預(yù)言是否成真,產(chǎn)能提高、售價更低的特斯拉都將進(jìn)入市場。就像前工信部部長苗圩在特斯拉剛剛國產(chǎn)化時所說,“特斯拉降價短期給其他企業(yè)帶來壓力和挑戰(zhàn),長遠(yuǎn)看則是機(jī)遇,可以倒逼我們的汽車企業(yè)加大技術(shù)創(chuàng)新的力度,加快戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,利用自身優(yōu)勢,在與國外企業(yè)的競爭當(dāng)中,能夠爭取主動,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ),共贏發(fā)展。”
記者手記丨命運(yùn)要掌握在自己手中
以馬斯克的性格,他自然要把像電池這樣核心的零部件掌握在自己手中。因?yàn)閷⒚\(yùn)放在別人手中,不是一個傳奇商人的思維。
不可否認(rèn),特斯拉在“電池日”上提出的有些目標(biāo),確實(shí)有點(diǎn)炫技的成分。電動化席卷這個時代,能源一次一次地更新?lián)Q代,技術(shù)一次又一次升級,想當(dāng)“王者”,前提是首先得從實(shí)驗(yàn)室走出來,但誰又敢保證它沒有實(shí)現(xiàn)的那一天?
此時的特斯拉,和當(dāng)年的蘋果有點(diǎn)像。蘋果通過手機(jī)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)了一個強(qiáng)大的互聯(lián)生態(tài)系統(tǒng),特斯拉也在做著同樣的事情。在汽車產(chǎn)業(yè)之外,特斯拉已經(jīng)構(gòu)建了包括涉及航空、芯片等產(chǎn)業(yè)的生態(tài)圈。
或許,特斯拉對電池的攻伐只是冰山一角。未來,這個“新物種”對汽車行業(yè)原有生態(tài)的沖擊會更加驚人。
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