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解讀TSLA電池日核心技術 是創(chuàng)新者還是追隨者?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年07月08日  

電池領域,TSLA還只是個新手。


文|肖涵


TSLA昨日公布了新一代的4680電池,在續(xù)航和成本上都有明顯進步,引起汽車和科技圈的熱烈討論,甚至還有TSLA掀起了新一輪電池技術革命,要搶電芯公司飯碗的聲音。


但事情并沒有這么簡單。


▲TSLA電池日活動現(xiàn)場


TSLA雖然憑借在自動駕駛和智能座艙領域的強勁技術實力和先發(fā)優(yōu)勢,在電動汽車領域戰(zhàn)無不勝,獲得冠軍位置。


但在動力鋰電池領域,其還是一個后來者和追隨者的角色。


不管是大號電芯的結構設計,高鎳低鈷、硅基等材料革新,還是CTC的裝配工藝,在動力鋰電池產業(yè)并不是新鮮,都是中日韓公司已經量產,或者正在研發(fā)中的技術。


和此同時,公布一項技術跟量產一項技術完全不是一個概念。馬斯克自己在公布會上就明確表示,量產比研發(fā)要難上超過百倍。


TSLA雖然秀出了一些技術概念,但在可量產性和領先性上,其實并沒有超過專業(yè)的電芯公司。動力鋰電池領域的主角,一按時間內仍然將是CATL、松下、LG等龍頭公司。


高鎳低鈷大電池已成共識電芯公司早已顯出身手


TSLA昨天推出的新電池,第一個變化是尺寸升級,從2170變?yōu)榱?680,幾乎粗了一圈,電池容量和輸出功率都有數(shù)倍的提升。


這種不斷將電池做大的玩法,在電池行業(yè)已多次上演。


松下最開始給TSLA供應的是1865電芯,隨后升級至了2170規(guī)格;國內的CATL在2016年起也開始走大電芯路線,單個電芯容量從50Ah升級到150Ah又到了300Ah,容量也是不斷翻倍。


一位動力鋰電池技術專家告訴車東西,電池做大確實提升容量和功率,但也會有一系列難題,比如發(fā)熱量加大、卷繞層新增影響電芯一致性、電流提升影響快充性能和壽命等問題。


TSLA給出的一個解法是取消極耳降低內阻。


這一做法看似新鮮,但其實電池公司里已經普遍在用,核心原理是盡可能多的新增極耳(將極耳放在圓柱體的邊緣而非中間),當極耳數(shù)量多到一定程度,就相當于是沒有極耳了。


▲TSLA新款電芯內部無極耳


只不過TSLA將其稱為無極耳技術,而電芯公司將其叫做了全極耳技術(事實也確實如此)。


材料上,TSLA展示出的正極高鎳低鈷(無鈷)和硅基負極技術不僅是業(yè)內共識,甚至已經早已投入量產。


比如TSLAModel3搭載的松下2170電芯、CATL2019年量產的NCM811電芯,鎳和鈷的比例均是八比一,是標準的高鎳低鈷產品。


硅基負極材料上,中科院歐陽明高院士2019年底就透露,CATL的高鎳三元正極和硅碳負極電池(第二代NCM811電芯)的能量密度已經達到304Wh/kg,并將在今年投產。


相比之下,TSLA的新電池目前還僅僅是處于研發(fā)階段,真正量產至少要等到2022年左右,技術領先性高下立斷。


CTP技術國內已經量產CATLCTC也在路上


TSLA新電池的第二個重點是要跟車身結構進行匹配——即直接將電芯裝入車輛底盤的CTC技術,從而進一步降低電池組的重量(也就是降低整車重量),提升車輛續(xù)航表現(xiàn),同時還能節(jié)約成本。


▲TSLA新電芯可直接裝入底盤


從公布時間上來說,TSLA這項技術其實是追隨了電池公司的腳步。


比如CATL在2017年就已經實現(xiàn)了CTC技術的前身——CTP無模組技術的量產,基于CTP技術的磷酸鐵電池已經大量裝車。2019年,其又在三元鋰電池上實現(xiàn)了CTP技術,并率先在北汽的乘用車上實現(xiàn)量產搭載。


今年上半年很火的比亞迪刀片電池,也采用的是CTP技術。基于這些技術積累,電芯公司又率先邁入了CTC時代。


在今年八月份的一場行業(yè)論壇上,CATL董事長曾毓群透露正在和客戶聯(lián)合研發(fā)CTC技術,其目標不僅僅是將電芯集成到底盤,還會將三電系統(tǒng),以及DC/DC、OBC等高壓部件納入進來,并通過動力域控制器優(yōu)化動力分配降低能耗。


基于這種設計,電動汽車的續(xù)航預計可以達到800~1000公里,并且性能和成本都可以直接和燃油車叫板。


很明顯,TSLA的CTC技術不僅比CATL公布的更晚,其在集成度上其實也并不領先。


電池和裝配工藝之外,TSLA還規(guī)劃了一個磷酸鐵、鎳錳、高鎳電池同步走的發(fā)展路線,分別對應入門的乘用車型/儲能設備、長續(xù)航乘用車、商用車/皮卡。


這種多路線發(fā)展的模式,其實也正是國內外車企和電芯公司正在踐行的做法。


比如CATL就規(guī)劃有磷酸鐵、NCM523、NCM523高壓和NCM811等產品線,其中磷酸鐵供給成本敏感的入門車型,比如北汽的EU5;811電芯供給寶馬iX3等高端車型;523電芯則給中端車型使用,滿足不同車企的需求。


電池需求將暴增電芯產量仍在龍頭公司手中


電動汽車已是未來趨勢,我國、美國、歐洲地區(qū)電動汽車銷量不斷上升,這意味著對動力鋰電池的需求也將迅速爆發(fā)。


按照TSLA的預估,2030年全球電動汽車要的動力鋰電池數(shù)量高達10TWh(10000GWh)——現(xiàn)有的電池產量完全是杯水車薪。


因此TSLA也將加大電池產量來滿足需求,同時也開始涉足上游的鋰礦開采、下游的動力鋰電池回收業(yè)務。


TSLA的目標是2022年電池廠產量要達到100GWh,2030年達到3TWh。


且不說2030年的恐怖數(shù)字,僅100GWh的目標就相當夸張。


2019年全國動力鋰電池裝機量總計也就剛超過60GWh,TSLA現(xiàn)在只有一座電池廠,年產量15GWh,滿足TSLA自己的需求都捉襟見肘。2年內再新增85GWh,實現(xiàn)起來非常有難度。


▲TSLA的電池廠


事實上,面對未來龐大的動力鋰電池需求,現(xiàn)在也只有一線電芯公司才有實力進行布局。


LG電池目前在韓國梧倉、我國南京、美國霍蘭德和波蘭弗羅茨瓦夫共有四個廠,總產量70GWh。其最近兩年也不斷對這些廠進行擴建,提升產量。同時還和吉利、通用在合資建廠,規(guī)劃了40GWh的產量,預計最近一兩年能達到110GWh的規(guī)模。


CATL財報信息顯示,2019年總計擁有58GWh的產量,同時還花費數(shù)百億元在車里灣、湖西、江蘇、四川同時開建四個生產基地,總計將新增97GWh的產量。同時,其還在歐洲規(guī)劃了廠,幾處加起來總產量超過160GWh。


▲CATL產量擴建項目


CATL和LG是全球最大的兩家動力鋰電池供應商,僅這兩家的產量加起來就超過200GWh,毫無疑問未來幾年內仍將是全球動力鋰電池市場的重要供應商。


保證產量不僅僅是建廠,還要在上游的礦物開采、下游的電池回收領域進行布局。這方面,龍頭電芯公司顯然走得更快更遠。


CATL去年斥資5500萬澳元獲得了澳洲鋰礦公司PilbaraMinerals8.5%的股份,同時還是北美鋰業(yè)、北美鎳業(yè)公司的股東。2013年CATL就已收購廣東邦普開始從事電池正極材料回收業(yè)務,并和上汽等多個車企展開合作。


相比之下,TSLA在今年才進入鋰礦開采領域并提出了材料回收技術,節(jié)奏明顯落后和電芯公司。


結語:我國新能源產業(yè)不能起大早趕晚集


雖然TSLA這次沒有公布特別開創(chuàng)性的技術,但它的入局還是傳遞了一個清晰的信號,就是以TSLA正在CATL、松下、LG等頭部電池公司開辟的長續(xù)航+長壽命+降成本+高安全綜合技術路線上快速追趕。


而國內此前還在討論究竟要不要放棄三元高鎳路線,回歸磷酸鐵鋰的老路。假如夜郎自大、固步自封,就會放棄我國發(fā)展新能源產業(yè)10多年來積累的先發(fā)優(yōu)勢。


TSLA雖說是電池領域的后來者,追隨者。但假如它在未來將新一代電池、超大規(guī)模產量還有儲能領域的目標全部實現(xiàn),它就真正實現(xiàn)了新能源領域的完整閉環(huán)。


這樣一來,憑借TSLA的領先位置,又將讓新能源產業(yè)的話語權和標準制定權回到美國手中。


正如CATL董事長曾毓群此前演講中所言,"我國的新能源產業(yè),不能起個大早卻趕個晚集。"

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