每日經(jīng)濟(jì)新聞 2020-09-24 18:55:34
每經(jīng)記者 李碩 每經(jīng)編輯 孫磊 趙云
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(shí)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(shí)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。
圖片來源:直播截圖
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(shí)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(jià)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(jià)13.99萬美元起,約合人民幣94.88萬元,預(yù)計(jì)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,其股價(jià)已經(jīng)連續(xù)兩天下跌。截至美東時(shí)間9月23日收盤,特斯拉(TSLA)股價(jià)大跌10.34%至每股380.36美元。兩個(gè)交易日,特斯拉累計(jì)蒸發(fā)市值超過4000億元人民幣。
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(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(jià)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?!斑@確保了大批量生產(chǎn)是可能的,希望更多的人開采鎳?!瘪R斯克再次重申。
此外,特斯拉還將把電池包本身設(shè)計(jì)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(shí),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(shí)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(jì)、制造流程、電池回收及元素再利用等每一個(gè)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?!?/span>
馬斯克解釋稱,上述部分目標(biāo)實(shí)現(xiàn)需要12-18個(gè)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(jià)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(jì)的2.5萬美元計(jì)算,特斯拉有望將入門級產(chǎn)品的售價(jià)下降34%。
特斯拉為何“親自上陣”?
電池,一直是一個(gè)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?!?/span>
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?!?/span>
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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(gè)很大的進(jìn)步,但電動汽車的價(jià)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(shí)代。在國內(nèi),寧德時(shí)代與特斯拉已達(dá)成合作,寧德時(shí)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(shí)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(shí)代正式向特斯拉供應(yīng)電池?!皬慕衲晗掳肽觊_始,我們就已經(jīng)開始向特斯拉方面供應(yīng)了電池。”寧德時(shí)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(bào)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(jì)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(bào)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(gè)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(gè)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(jì)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(gè)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(jià)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(jì)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(jì)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(shí)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(shí),寧德時(shí)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(shí)?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?!币晃徊辉妇呙膭恿﹄姵仄髽I(yè)高管接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪時(shí)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(shí),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(shí)的電池成本降低至100美元(約合人民幣675元)。
圖片來源:視覺中國
“特斯拉提出的電池成本在100美元/千瓦時(shí)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)?!眹摇?63”計(jì)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(shí)、100美元/千瓦時(shí)和100歐元/千瓦時(shí)。不過,清華大學(xué)教授歐陽明高曾提出,1000元/千瓦時(shí)目標(biāo)成本偏高,100美元/千瓦時(shí)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(shí),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)?!毙こ蓚フJ(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(shí)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(jià)格上給配套企業(yè)造成壓力。
不過,上述寧德時(shí)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(shí)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(shí)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?!疤厮估?680’電池的設(shè)計(jì)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?!毙こ蓚ジ嬖V記者。
圖片來源:直播截圖
業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為,相比“刀片電池”,采用無極耳設(shè)計(jì)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?!痹谏鲜霾辉妇呙膭恿﹄姵仄髽I(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”后 行業(yè)或加速前進(jìn)
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(jì)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(bào)道,印尼已與韓國LG化學(xué)和中國寧德時(shí)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(jì)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(cái)通證券研報(bào)預(yù)計(jì),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(jià)后,中間環(huán)節(jié)發(fā)揮的更多是加工廠的作用。
同時(shí),動力電池行業(yè)自身也將受到較大影響?!鞍偃f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(shí)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?!卑蛩拐f。
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(jì)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(gè)分離部件變?yōu)?個(gè)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(jià)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(shí)所說,“特斯拉降價(jià)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(gè)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(gè)時(shí)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(shí)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(gè)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(gè)“新物種”對汽車行業(yè)原有生態(tài)的沖擊會更加驚人。
記者|李碩 段思瑤 李星 孫磊?
編輯|孫磊 趙云 肖勇
校對|何小桃
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