特斯拉在電池日上表示，通過(guò)電芯材料、結(jié)構(gòu)和成組工藝的升級(jí)，它能將 電池成本降低56%。這一降幅是否會(huì)對(duì)電池廠造成壓力？它的降本方案適用于其他電池廠嗎？

通過(guò)電池日的信息，我們整理了特斯拉降本的每個(gè)步驟的細(xì)節(jié)信息。它通過(guò)五個(gè)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)電池成本的減半： 電芯設(shè)計(jì)、電芯工廠、負(fù)極材料、正極材料、電芯到整車(chē)的集成。

大圓柱電芯設(shè)計(jì)

大電芯設(shè)計(jì)使之成本可降低14%。該設(shè)計(jì)有些類(lèi)似比亞迪的刀片電池。

新型4680圓柱電芯帶來(lái)了許多性能、制造和成本優(yōu)勢(shì)。顧名思義，新大電芯的直徑為46毫米，高度為80毫米，它將更多的活性電池材料裝入外殼，以使存儲(chǔ)的能量提高5倍，功率輸出提高6倍。尺寸變化后，它能將續(xù)航提升16％。

4680電芯的技術(shù)重點(diǎn)是無(wú)極耳技術(shù)。但該無(wú)極耳技術(shù)并非意味著它完全去掉了極耳，而是非焊接性極耳，即卷繞層直接留出一部分材料作為極耳。它使得電子轉(zhuǎn)移的路徑縮短。

特斯拉在 Kato Road為4680電芯建造了試生產(chǎn)線，目前已在生產(chǎn)中，目前產(chǎn)能1GWh。特斯拉預(yù)期1年后4680電芯試生產(chǎn)線產(chǎn)能將達(dá)到10GWh。待達(dá)到10GWh后，就到了追求規(guī)模的時(shí)候。

電芯工廠

干電極工藝的進(jìn)步將幫助它的成本降低18%。它屬于特斯拉投資的前瞻技術(shù)。

基于溶劑的電極涂層工藝，即濕電極工藝，需要四個(gè)工序：攪拌涂料、涂敷、干燥、壓片 。

這四個(gè)工藝需要用到耗時(shí)多，勞動(dòng)密集，設(shè)備昂貴，且占用了很大一部分工廠用地。 （曾有外媒引用阿貢實(shí)驗(yàn)室的報(bào)告內(nèi)容，“與溶劑型電極涂覆工藝相關(guān)的直接人工成本占PACK總?cè)斯こ杀镜?1％，設(shè)備成本占工廠設(shè)備總成本的15％，占地面積是總工廠面積的11％。 ”）

而粉末成膜的 干電極工藝需要的設(shè)備遠(yuǎn)少于濕式涂敷工藝，如涂料攪拌的設(shè)備只需要兩臺(tái)，可以省掉干燥和壓縮的設(shè)備，直接將粉末壓到鋁箔上。因此設(shè)備面積和能耗分別減少10%。

另外就是 高速組裝設(shè)備。通過(guò)與Grohmann，Hibar和其他公司的機(jī)械設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，特斯拉將砍掉所有不必要的工序，使必要的工序都能用一臺(tái)機(jī)器完成。最終一條高速組裝生產(chǎn)線產(chǎn)出20GWh的產(chǎn)能，相當(dāng)于7條常規(guī)生產(chǎn)線的產(chǎn)能。

它使特斯拉看到將4680中試線產(chǎn)能提高兩倍乃至更高的途徑。特斯 拉將產(chǎn)能目標(biāo)設(shè)為，2022年100GWh，2030年3TWh。

負(fù)極材料

硅負(fù)極使每千瓦時(shí)電池成本降低5%。它很可能就是隱藏在特斯拉電池日海報(bào)后的秘密，硅納米技術(shù)（可參看）。

鋰離子電池的主要限制因素是可以保留在電池電極中的鋰量。在常規(guī)電池中，負(fù)極由石墨制成，但它存儲(chǔ)的能量有限制。硅的存儲(chǔ)容量約為石墨的10倍，但它有一個(gè)主要缺點(diǎn)：充電時(shí)，硅會(huì)急劇膨脹，導(dǎo)致硅破裂并使電池失效。

而且，現(xiàn)在能夠?qū)⒐钁?yīng)用到負(fù)極的方案都是高度工程化且昂貴的材料。氧化硅的硅碳負(fù)極的成本在6.6美元/KWh，摻雜石墨的硅碳負(fù)極成本在10.2美元/KWh，而 特斯拉的硅負(fù)極成本在1.2美元/KWh。

為了避開(kāi)硅的粗糙邊緣，特斯拉從冶金硅開(kāi)始，然后采用聚合物粘結(jié)劑創(chuàng)造一種穩(wěn)定的表面結(jié)構(gòu)。結(jié)果是便宜的電池也具有更高的容量， 將電池包成本又降低了5%，同時(shí)將里程提升20%。除此之外，特斯拉沒(méi)有介紹更加詳細(xì)的技術(shù)信息。

正極材料

正極材料降本12%。

新型高鎳正極完全消除了對(duì)鈷的需求，實(shí)現(xiàn)15%正極每千瓦時(shí)成本的下降。

特斯拉決定根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)選裝電池，比如中低里程與儲(chǔ)能采用磷酸鐵鋰電池，長(zhǎng)續(xù)航電動(dòng)汽車(chē)采用2/3鎳和1/3錳的電池，重載長(zhǎng)續(xù)航電動(dòng)汽車(chē)采用高鎳電池。

簡(jiǎn)化從原材料到正極材料成品的供應(yīng)成本和加工成本：在北美開(kāi)采鋰礦，建立正極生產(chǎn)工廠；減少加工過(guò)程中的浪費(fèi)，資本支出降低66%，流程成本降低76%。

CTP/CTC電芯-車(chē)輛集成方案

集成到車(chē)輛的電池設(shè)計(jì)使每千瓦時(shí)的電池組成本降低了7％。這是一種從電池到整車(chē)的再設(shè)計(jì)。

特斯拉使用與電池組集成的新型前后鑄件重新設(shè)計(jì)了車(chē)輛。為此，它開(kāi)發(fā)了一種全新的合金，可以鑄造汽車(chē)領(lǐng)域中一些最大的部件。它們直接插入新的電池中，從而無(wú)需在特斯拉中使用冗余的并聯(lián)元件。結(jié)構(gòu)化、集成化的電芯設(shè)計(jì)使整車(chē)的重量降低10%，續(xù)航提升14%。

特斯拉期望通過(guò)這五大技術(shù)，或許有數(shù)百個(gè)小改進(jìn)，將成本降低56%。但能夠看到的是， 一些工藝都需要時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些變更大概要花18個(gè)月才能應(yīng)用到生產(chǎn)中，也就是說(shuō)特斯拉要到2022年才能讓投資人和消費(fèi)者看到這些技術(shù)的實(shí)用性和可復(fù)制性。

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