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今日,特斯拉“电池日”活动结束,在本次活动上,马斯克提出了电池技术的多重革新,例如特斯拉将把电池直接内置于汽车结构中,每千瓦时成本将降低7%;特斯拉将在能量密集型车型中使用100%镍的电池等。这些革新将有效地降低电池制造成本,提高续航能力和动力。
虽然在电池日活动开启时,特斯拉盘后股价一度上涨近5%,但截至收盘,特斯拉股价转跌超5%。特斯拉股价下跌或是因为马斯克在电池日中没有提到此前备受关注的“百万英里电池”,电池日表现不及市场预期。
主要电池技术有以下几个方面:
硅纳米线电池负极材料
9月19日特斯拉发布了电池日活动的注册页面,页面背景图片是一种新电池材料――硅纳米线的结构图,硅纳米线作为一种已知技术,可以减轻电池重量和体积,从而提高电池效率,有助于制造能量密度更高、使用寿命更长的电池。
但硅基负极总体产业化程度低,因此价格昂贵,远超石墨负极材料。华宝证券表示,目前420-450mAh/g容量的硅基负极材料(由硅基材料与石墨混合而成)市价在11-15万/吨之间,中间值约为12万/吨,而高端石墨的价格仅有7-8万/吨。另外硅基米线加工工艺路线复杂,一般采用纳米材料的包覆或者制备特殊结构的纳米材料,技术难度远高于石墨负极制造。
目前特斯拉Model3已经全部使用硅碳负极作为其动力电池的负极材料,未来其他中高端系列也将陆续转换体系,将带动全球动力电池厂商加快硅碳负极研发和导入。机构认为,硅碳负极拥有非常高的理论容量,是动力电池发展路线上的必要一环,在新能源汽车技术的不断进步和下游需求的提升促进下,2022年硅碳材料在动力电池负极材料中的渗透率将达40%。
无极耳电池
马斯克表示,特斯拉电池尺寸已经从1865增加到如今2170(前两个数字为直径,后两个数字为长度 ),现在将增加到“4680”。新的“4680电池”将需要大约一年的时间来达到1千兆瓦的产能,但特斯拉正在考虑提高到每年2千兆瓦。仅仅是外形因素的改变,就能将每千瓦时的成本降低14%,但特斯拉还没有做到这一点。无极耳的设计将使得电子的行进路径更短,解决了增加电池直径的最大问题之一。这使电池模组更容易更快并且连续地生产。 新的“4680”电池能量提高5倍,续航里程提高16%,动力提高6倍,同时由于解决了连续生产问题,特斯拉电池生产线的速度提高了7倍。
目前,4680电池将在工厂的新装配线上量产,2021年底该电池的年产量计划达到10GWh。不过,马斯克也承认新电池设计和制造过程尚未完全完成,全面投产还需要三年时间。
电池内置汽车结构中
马斯克表示,将把电池直接内置在汽车结构中,这项创新的灵感来自飞机机翼上的油箱。结构电池将减轻车辆的整体重量。这将减少所需零件的总数(减少370个零部件)并加快生产速度。而且最重要的是,这还将使每千瓦时的成本降低7%。
100%镍电池
马斯克宣布,他们将从“钴”车型转向“镍”车型,公司正在通过使用“新型涂层”,开发一种不含钴、富含镍的阴极,但该公司没有说明该目标的实现距离有多近,也没有详细说明这些涂层的用途。在能源密集型车型(Cybertruck/Semi)中,特斯拉将使用100%镍支撑,而其他车型将使用镍与其他化学物质的结合。这确保了大批量生产是可能的。马斯克再次重申,他希望更多的人开采镍。
SMM认为,马斯克提到的100%镍电池并没有明确表示何时能突破技术困难真正达到量产,此外无钴对电池带来的不稳定性,2/3镍和1/3锰可能制造的镍锰酸锂材料也没提到如何解决相关安全问题。可预见的是未来特斯拉仍会往高镍低钴方向发展,或在明年使用Ni88、Ni90或NCMA电池。关于大电池来看,电池日并未提及电池中具体使用材料,或仍以三元为主,主要通过无极耳技术增加电池直径,实际单体电池能量密度并未有太大改变。不过此技术或带动电池企业改变电池规格与型号,或引领未来动力电池技术路线。总体来看,此次发布会公布了多种锂电池可发展路线,也看到未来电池的多种可能性,这些技术是否可商业化仍待未来去测试。
(文章来源:SMM)
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