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金年会-特斯拉试水新电池战略 纯电动汽车拐点或早于预期【钜大锂电】

时间:2024-05-05 作者:肥仔

首页>资讯中间>行业资讯 低温18650 3500 无磁低温18650 2200 过针刺低温18650 2200 低温磷酸3.2V 20Ah 21年专注锂电池定制 特斯拉试水新电池计谋 纯电动汽车拐点或早在预期

钜年夜LARGE|点击量:172次|2023年02月27日

电动汽车最年夜的障碍是电动汽车电池的本钱。在向BEV过渡之前,制造和具有一辆BEV的本钱必需与ICE车辆相当或更低,方针本钱为100美元/kWh或更低。事实上,此刻我们已跨越了100美元/千瓦时的方针,我们可以等候看到BEV的加快采取和一个永久改变的行业。

PaulEichenberg计谋咨询公司总司理PaulEichenberg比来暗示:“新的低本钱电池的推出意味着,汽车行业已到达了转折点,转向纯电动汽车(BEV)将早在预期。”

简直,因为每千瓦时(kWh)的高本钱,此前BEV很难与内燃机(ICE)车的低本钱布局竞争。不外,跟着意想不到的手艺冲破鞭策锂离子电池的本钱降落,与ICE比拟,BEV愈来愈成为一种更经济的选择。有了像特斯拉这些新的低本钱电池,全部行业可能比预期更早到达转向BEV的临界点,很快我们便可能看到电池驱动汽车的更年夜范围采取。

四年修成正果,五个方面改良

在曩昔四年里,特斯拉一向在奥秘开辟代号为“Roadrunner”的“4680”电池,筹算将其年产量约为150GW的“Gigafactory”转型为“Terafactory”。此举将使特斯拉的年电池产量新增到1太瓦,每家厂的电池产量将新增7倍。

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实验性Roadrunner加工线

新电池在五个要害方面有所改良,可以在下降投资和制造本钱的同时提高续航里程:

*丨电芯设计

*丨阴极材料

*丨阳极材料

*丨电芯到车辆的集成

*丨简化厂

新电池的设计有关加快全球电池加工范围相当主要。这五项改良将使电池续航能力提高54%,电池本钱下降56%,投资本钱下降69%,这将是一项改变行业的冲破。

量产是下降本钱的要害

比来有粉丝参不雅了位在弗里蒙特的加藤路厂,特斯拉4680电池加工仿佛正在如火如荼地进行。晚上10点,泊车场停满了汽车,为行将竣事轮班员工的班车也已预备好。这里仿佛在全天候运行。

他说:“特斯拉在以光速进步,正在扩年夜厂范围,他们领会要万亿瓦时来贮存能源和驱动运输东西,这是一个使人难以置信的冲动人心的期间。”

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特斯拉的4680电池加厂正在加快运行

据领会,4680电池加工基地的打算产量相当可不雅,这也暗示了特斯拉在电池手艺方面获得的庞大前进。加藤路厂实验性的Roadrunner电池加工线以每一年10千兆瓦时的速度周全投产后,将成为世界第13年夜电池加厂,产量约为今朝内华达州Gigafactory产量的四分之一。该厂仍在慢慢扩年夜,今朝内华达州Gigafactory的产量仍低在40千兆瓦,但它已被认为是世界上最年夜的厂。

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特斯拉加藤路厂产量排名

有关一座建筑面积仅为184,880平方英尺的建筑来讲,加藤路厂的将来也许使人难以置信。

电池数目较着削减

九月,“特斯拉电池日”上发布的重年夜动静就包罗4680型高镍、干阴极、硅阳极圆柱形电池。新电池将新增电池功率、续航里程和能量容量,同时简化加工并下降整体本钱。

比来,特斯拉拆解专家SandyMunro从头组织了他认为的新的4680电池包模子。有关特斯拉粉丝来讲,SandyMunro其实不生疏,他曾花时候拆解了Model3轿车和比来的ModelY跨界车。

SandyMunro认可,这可能其实不完满是特斯拉将在其将来汽车中利用的电池,但它是极其类似的副本。Model3和ModelY之前利用特斯拉的2170(21=宽21,70=高,单元mm)圆柱型电池,与ModelS和ModelX利用的18650(18=电池直径,65=长度,0=圆柱型,单元mm)电池比拟,这些电池可以或许供给更好的机能。

特斯拉在ModelY车上利用了4,416个2170电池,但4680电池的数目较着削减,由于其圆柱形体积更年夜,比之前的电池承载更多的能量。SandyMunro暗示,新电池包只会利用960个电池,跟着续航距离、功率和能量的新增,特斯拉真正做到了一件了不得的工作,这新增了其在电动汽车范畴的领先地位。

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新电池包削减一倍以上电池数目

“百万英里”是让电池寿命更长

特斯拉一向在与加拿年夜达尔豪斯年夜学(DalhousieUniversity)的JeffDahn等研究人员合作,开辟新的、革命性的电池,这类电池将供给更长的寿命,供给更年夜的功率和更多的能量。

早在2019年九月,与特斯拉告竣独家和谈已有几年时候的JeffDahn和他的研究团队在《电化学学会杂志》上颁发了一篇论文《一种优异锂离子电池化学的普遍测试成果将用作新电池手艺的基准》,论述了单晶正极材料专利的主要性。他说:“这类电池应当可以或许为电动汽车供给跨越100万英里的电力,而且在电网储能中最少保持20年。”

在文章中,JeffDahn和他的研究团队供给了新电池的全数细节,为进一步的研究建立了一个基准。他们利用了一种来自高镍NCM正极材料,其比容量比为现今移动装备供电的锂离子电池正极材料超出跨越20%。选择的正极材料NCM523(50%镍,20%钴,30%锰)很不变,是进一步研发的最好参考和出发点。其他要害组分的摸索包罗石墨负极和夹杂溶剂、添加剂、盐电解质溶液。

JeffDahn暗示,文章所描写的电池可以当即用在电动汽车,“但是,因为该研究的目标是为锂离子电池手艺供给靠得住的基准和参考,与进步前辈的锂离子电池比拟,所描写的电池的比能量密度其实不是最高的。按照这项研究,锂离子电池将很快被开辟出来,使两次充电距离可行驶500千米(跨越300英里)成为可能。”

主要的是,这些机能更高的电池将年夜年夜下降特斯拉汽车的本钱,由于它们利用的材料更轻易取得,加工本钱更低。缔造一个更高效、更具本钱效益的电池是特斯拉汽车在本钱方面与汽油车相媲美的主要策略。

在比来的一次能源贮存和可延续工程视频会议上,作为特斯拉电池研究人员,JeffDahn流露,测试的锂离子电池已冲破了2百万英里的障碍。曩昔一年沸沸扬扬的“百万英里”电池此刻正朝着10,000到15,000次轮回的标的目的成长。假设百万英里电池的轮回次数为5,000次,其团队所测试的锂离子电池在电动汽车上潜伏的续航能力将到达350万或200万英里。

“百万英里”电池进展

值得留意的是,这类锂离子电池的退化最小,所以这项研究的“200万英里”电池也有可能延续更长的时候,相当在25年的寿命。

全国年夜同的味道

固然特斯拉在加班加点加工4680圆柱形电池,与其他电池手艺火伴的合作也没有迟误。

为特斯拉计谋供给动力的新电池化学是与宁德时期(CATL)结合开辟的。CATL还打算在2021年向特斯拉供给一种改良的长命命镍锰钴(NMC)电池;其阴极含有50%的镍,只有20%的钴。低钴NMB电池包的本钱约为100美元/kWh。有动静说,特斯拉和CATL结合开辟的低本钱电池在化学和设计方面的很多手艺都源自JeffDahn尝试室。该尝试室的主要进献包罗化学添加剂和更年夜晶体构成电池纳米布局正极材料,较年夜的晶体在充电时几近不成能分裂,而分裂会使机能降落。是以,锂离子电池会更坚忍,更能反抗快速充电等压力酿成的毁伤,从而耽误其寿命。

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专家猜想,CATL也是很多电池冲破的中间,此中包罗:

*丨无钴磷酸铁锂离子电池的发现,消弭了BEV电池包中最昂贵的金属,可使价钱降至80美元/千瓦时以下,电池包的本钱降至60美元/千瓦时以下。

*丨无模组(CTP,CelltoPack)包装流程,打消了封装电池的中心步调,简化了流程并下降了本钱。估计特斯拉将采取新的CTP工艺,以下降电池重量,特殊是其在华车辆的本钱。

业内助士认为,由CATL和其他公司鞭策的本钱节俭手艺是游戏法则的改变者,有助在加速BEV时期的到来。

除CATL,据JeffDahn研究小组流露,他们测试利用的锂离子电池是我国的Li-FUNTechnology(立方新能源)供给的镍钴锰三元材料NMC532软包电池。NMC532软包电池也是干电池,不利用电解质。

有趣的是,特斯拉的下一代4680电池还采取了从Maxwell收购的立异专利“干电极”工艺手艺,替换了之前的湿法工艺。这一样有助在在下降电池本钱的同时提高能量密度和续航里程。

专家指出,假设这些信息得以证实,那末特斯拉的下一代电池可能真的比现今市场上利用的任何一种电池都要好。JeffDahn指出:由于“特斯拉的电池计谋是公道的。”

用4680电池打赢敌手

陪伴特斯拉推出新款4680电池,埃隆·马斯克的打算浮出水面——最先加工一种更实惠的电池,终究加工出更实惠的汽车。特斯拉打算经由过程设计、加工效力和材料采购,年夜幅下降电池制造本钱,并将每千瓦时的本钱下降56%。

特斯拉在设计本身的电池和电池包方面最年夜的长处之一是,它可以显著下降本钱,同时还可以提高解决问题的能力。从一最先利用电池的策略之一就是对每一个电池进行个性化设置,如许一旦呈现问题,便可以更轻易地追踪和改换电池。

埃隆·马斯克在本年早些时辰接管采访时说,新的4680圆柱形电池已利用了几个月。但是,其实不是所有车辆都利用新电池,由于特斯拉加藤路电池加工举措措施还没有足够的产量。不外,产量的新增终究将帮忙特斯拉周全利用4680电池,这将实现更高的里程额定值和更高的机能规格,使特斯拉的电动汽车更优在其竞争敌手。

比来,LGChem暗示,它研发的新电池规格与4680完全吻合,并且筹算2023年将圆柱状电池产量从20GWh增至60GWh,这注解,面临需求极年夜的4680电池包,特斯拉不太可能一口吞下。

特斯拉估量,2022年要100GWh的4680电池包,足够130万辆电动汽车利用,可是要在这么短的时候内年夜举提高产量几近不成能办到。作为全球电动汽车电池一哥,LGChem的年产量为100GWh,特斯拉还会把部门新电池定单交给LGChem。就在近日,LGChem公布已将其我国电池产量提高一倍,为国产ModelY供给电池。

如许“换电”

Teslarati比来报导了一辆ModelS改换电池的进程,展现了当电池呈现故障时怎样修复电池包。不外,如许的换电其实不是全部电池包,而是个体电池。

ModelS车主买的二手车没法行驶,没有经由过程特斯拉办事中间以2万美元价钱改换电池,而是找到了GruberMotors的手艺人员,在7000多个电池中发现了掉效的电池,简单测一下电压,进行了简单的维修,以低廉的价钱让汽车从头启动并运转起来。他只花了5000美元(也很多)。

“换电”仿佛轻而易举

GruberMotors的CEOPeteGruber说:“特斯拉和其他车辆不异,要进行例行保护,以连结其动力系统的正常运行。不幸的是,固然电动汽车的保护费用远低在燃油车,但依然会碰到一些问题,好比电池故障。这是一个常见的问题,只是由于电池在利用进程中的某个时候点到了利用寿命的终点。”

PeteGruber弥补说:“这类电池设计答应改换一个电池,而不是由几个中型电池包成的全部电池包,乃至是一个年夜电池包。”

事实上,正如埃隆·马斯克所说:“用这么多小电池的益处是,我们可以分手出每一个电池。是以,即便电池产生故障,好比着火或其他任何环境,它也是隔离的。”

敌手进展有点慢

通用汽车(GM)也有本身的电池计谋,包罗与科技巨子LGChem的跨行业合作——在俄亥俄州一家价值23亿美元的厂加工低钴电池。他们打算削减每节电池中最昂贵的金属钴含量,以使每节400英里里程的电池本钱低在100美元。

与特斯拉的4860圆柱形电池分歧,Ultium是一种软包设计,各有本身的优势和错误谬误。通用汽车Ultium电池最显著的长处是它的多功能性。该软包设计供给模块化,使其兼容更普遍的车辆,每个分歧的利用环境。不外,加工这类电池的厂还在扶植中。

超出最年夜障碍

电动汽车最年夜的障碍是电动汽车电池的本钱。在向BEV过渡之前,制造和具有一辆BEV的本钱必需与ICE车辆相当或更低,方针本钱为100美元/kWh或更低。很多专家猜测到2030年还达不到这个方针。

事实上,曩昔五年里,每千瓦时的本钱已从350美元降到了60美元。此刻我们已跨越了100美元/千瓦时的方针,我们可以等候看到BEV的加快采取和一个永久改变的行业。

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