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马斯克称要将汽车电池成本削减一半 业内质疑称过于乐观

9月7日消息,特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)希望到2030年每年能销售2000万辆电动汽车,其秘诀就在于开创性的全新电池技术,新工艺将帮助电池成本削减一半。然而,许多专家质疑称,马斯克的预测时间表过于乐观。

多位与特斯拉关系密切的电池专家认同马斯克的观点,他们表示,通过使用更大的电池和新的干法电极涂层工艺,特斯拉可以将电池成本削减一半,从而让电动汽车在美国的起售价降低8%。但坏消息在于,特斯拉的技术开发过程还有很长的路要走。

专家们解释称,这是因为在特斯拉4680电池中,用于生产这种更大电池的干法涂层工艺属于全新技术,尚未经过验证,以至于公司在扩大生产规模、大幅削减成本的时候遇到了困难。一位专家表示:“特斯拉还没有做好大规模生产的准备。”

尽管如此,特斯拉在过去两年已经在削减电池生产成本方面取得了重大进展,这可能有助于提高利润,并扩大其与大多数电动汽车竞争对手的领先优势。

马斯克承诺削减电池成本、改善电池性能被投资者视为特斯拉寻求开创全新时代的关键。在这个新时代,特斯拉哪怕以2.5万美元的价格销售电动汽车也能实现盈利,甚至最早可能在2030年就实现这个目标。

电池系统是大多数电动汽车中最昂贵的组件,因此制造低成本、高性能的电池组件是生产大众型电动汽车的关键,这些电动汽车可以在价格上与内燃机汽车正面竞争。

特斯拉是为数不多几个自己能够生产汽车电池的大型汽车制造商之一,通过在美国工厂生产Model Y电池,其汽车有资格享受美国的税收抵免优惠。与之相比,其许多竞争对手的电动汽车可能不再享有这种资格。

马斯克过于乐观?

业内人士预测,特斯拉可能很难在今年年底之前完全采用新的干法涂层工艺,而是要等到2023年。

锂离子电池联合发明人、2019年诺贝尔奖得主斯坦·惠廷翰(Stan Whittingham)认为,马斯克对这项新技术商业化的时间表过于乐观。他说:“我认为他最终会解决这个问题,但不会像他说的那样快。而且,我们还需要很多时间测试新技术。”

今年8月,马斯克告诉特斯拉股东,到2022年底,该公司将大量生产4680电池。但据专家称,到目前为止,特斯拉只能将4680电池成本降低2000至3000美元,大约是计划节约成本的一半。知情人士称,特斯拉希望通过大幅削减制造成本和一次性资本支出来实现节省5500美元成本。

但他们表示,这些节省的成本主要来自4680电池的新设计,这些电池比特斯拉目前采用的2170电池更大。不过,压低成本的核心是干法涂层技术,马斯克称其为革命性技术,但短期内很难投入实际应用。

特斯拉在2019年斥资逾2亿美元收购了Maxwell Technologies公司,从而获得了干法涂层电极工艺。Maxwell总部位于圣地亚哥,主要生产超级电容器,它为摄像头闪光灯等需要快速供电的设备储存能量。

在Maxwell技术的基础上,特斯拉今年开始生产4680电池,首先是在加州弗里蒙特工厂附近的试点工厂生产,最近开始在得克萨斯州奥斯汀的新全球总部生产。

同行业中最好

干法涂层工艺使特斯拉能够抛弃更老、更复杂、成本更高的湿法涂层工艺。后者之所以昂贵,是因为它需要大量的电力、机械、工厂空间、时间和劳动力。

要想采用湿法工艺为电极涂层,电池生产商需要将这些材料与有毒的粘结剂溶剂混合。一旦涂上涂层,电极会被放入大型烤箱中干燥,在此过程中蒸发的有毒溶剂需要被处理和回收,所有这些程序都增加了成本。

有了干法涂层工艺,电极可被涂上不同的粘合剂,几乎不需要使用液体,所以它们不需要干燥处理。这意味着,生产过程更便宜、更快,对环境的破坏也更小。

特斯拉表示,由于新生产工艺更为简单,这个过程使特斯拉能够削减三分之一的资本支出,并将工厂占地面积和能源消耗削减至湿法工艺所需的十分之一。

但消息人士称,该公司在将这项技术商业化方面遇到了困难。Maxwell开发了用于超级电容器的干法涂层工艺,但电动汽车电池的涂层电极面临的挑战在于它们更大、更厚,这使得它们很难在大规模生产的情况下保证质量。

知情人士称:“特斯拉已经可以小批量生产新电池,但当他们开始扩大生产规模时,该公司最终得到了很多废品。同时,电池产量也非常低,以至于所有预期新工艺可能节省的成本都化为乌有。”

知情人士还透露,如果干法涂层工艺和更大电池的所有潜在效率都实现了,那么4680电池组制造成本应该会下降5000美元到5500美元,大约是2170电池组成本的一半。

然而,不断上涨的电池材料和能源成本对这些预测构成了风险,特斯拉尚未能够像马斯克承诺的那样,显著提高新电池的能量密度或电量容量。尽管存在这些不利因素,特斯拉预计,在可预见的未来,4680电池将成为行业中最好的电动汽车电池。

增大电池体积

专家们说,到目前为止,4680电池节省了2000至3000美元的成本,其中很大原因也来自其他方面的改进。事实证明,使用更大的电池特别有效。4680电池的体积是2170电池体积的5.5倍。较老的圆柱形电池直径为21毫米,高度为70毫米,并因此得名。而4680电池的直径为46毫米,高度为80毫米。

知情人士称,使用较老的技术,特斯拉需要大约4400个电池为Model Y供电,需要焊接17600个点(每个电池4个)才能将这些电池集成为汽车可用的电池组。而4680电池组只需要830个电池,特斯拉改变了设计,每个电池只有两个焊接点,焊接点数减少到1660个,大大节省了成本。

更简单的设计也意味着连接器和其他组件减少,这使得特斯拉进一步节省了劳动力成本和机器时间。

另一个提高效率的地方在于,更大的电池采用了更坚固的外壳。特斯拉现在可以用粘合剂将电池粘合在一起,形成更坚硬的蜂窝状组件,然后直接连接到Model Y的内部车身结构上。知情人士称,这省去了将电池捆绑成更大模块、然后将其安装在汽车上的中间步骤。

知情人士称,通过转向这种简单设计,特斯拉可以将传统上1200磅(约合544公斤)重的电池组减轻25公斤以上,每个电池组可节省约500至600美元成本。

不过,掌握干法涂层技术仍不容易。知情人士表示:“增加电池体积对提高生产效率有很大帮助,但推动电池成本整体节省50%则是另一回事,这将取决于特斯拉能否在其工厂成功部署干法涂层工艺。”

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