就在上個月,特斯拉慶祝了4680電池生產(chǎn)的重要里程碑——得州超級工廠生產(chǎn)了第1000萬個電芯。作為目前全球唯一一家實現(xiàn)4680大圓柱鋰離子電池量產(chǎn)的公司,特斯拉在電池產(chǎn)量上的進(jìn)步令人鼓舞,但在業(yè)內(nèi)人士看來,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
據(jù)autoevolution網(wǎng)站分析,1000萬個電芯是特斯拉得州超級工廠在一年前開始生產(chǎn)4680電池以來的全部產(chǎn)量,能夠為1.15萬輛電動汽車提供動力。目前,特斯拉裝載4680電池包的車型有得州超級工廠生產(chǎn)的一部分Model Y,以及得州超級工廠新下線的電動皮卡賽博卡車(Cybertruck)。
業(yè)內(nèi)人士稱,特斯拉需要每周生產(chǎn)這么多電池,才能支持賽博卡車生產(chǎn)到明年。特斯拉在此前的股東大會上表示,賽博卡車生產(chǎn)將在今年夏天開始,并計劃在第三季度末交付,這意味著大約在2023年9月底。另有數(shù)據(jù)統(tǒng)計,賽博卡車最新的有效預(yù)定量為1939676輛,接近194萬。
目前特斯拉具備4689電池產(chǎn)能的是得州超級工廠和加州加藤路工廠。此前特斯拉宣布將在內(nèi)華達(dá)州再建一座4680電池工廠,目標(biāo)年產(chǎn)能為100千瓦時,按照得州工廠生產(chǎn)的裝載model Y型汽車的電池包容量67千瓦時計算,能夠滿足150萬輛電動汽車需求。
特斯拉還敦促其合作伙伴松下和LG新能源加快4680電池量產(chǎn)進(jìn)程,但兩家公司目前沒有按計劃進(jìn)行。松下最近宣布公司4680電池的量產(chǎn)將推遲到明年。
4680電池數(shù)量不足,直接影響了特斯拉新產(chǎn)品的推出。7月17日,特斯拉裝載4680電池包的賽博卡車在得州工廠下線。馬斯克從2012年開始謀劃電動皮卡,到2019推出賽博卡車,再到如今第一輛卡車下線,期間長達(dá)11年之久。之所以延期如此之久,電池的缺乏是重要原因。
Autoevolution也預(yù)計,賽博卡車只能在2023年實現(xiàn)最低產(chǎn)量,并在2024年逐步增加,這仍然取決于4680電池供應(yīng)。
與此同時,一位特斯拉愛好者分享了另一細(xì)節(jié),即特斯拉不會開始銷售最高續(xù)航里程的賽博卡車,相反,由于4680電池產(chǎn)量不足,生產(chǎn)將從續(xù)航350英里版本開始。
不僅如此,去年12月,特斯拉向百事公司交付了由內(nèi)華達(dá)州超級工廠生產(chǎn)的首批半掛式電動卡車Semi-truck,這也比原計劃晚了三年。特斯拉Semi的產(chǎn)量仍然有限,馬斯克解釋說,電池供應(yīng)限制是導(dǎo)致Semi生產(chǎn)推遲的原因,他預(yù)計這種情況將持續(xù)到明年年底。
此前,傳言 Semi- truck也將使用4680電池,但馬斯克證實,這款電動半掛車目前使用的是2170電池。考慮到特斯拉在4680電池上投入了很多,而在2170電池生產(chǎn)上幾乎停止了繼續(xù)投入,因此2170電池的產(chǎn)量也有限。
從2020年開始,特斯拉把公司的一部分未來押注到了更大的電池尺寸上。在2020年“電池日”(Battery Day)上推出這款新電池時,特斯拉承諾將推出一款革命性的鋰離子電池,其化學(xué)成分和制造工藝都得到了改進(jìn),與原有的2170電池相比,可提供5倍的能量、6倍的功率,并將續(xù)航里程提升16%,生產(chǎn)成本將降低50%以上。
然而,目前這些電池被證明只是更大的普通電池。在電池的化學(xué)材料組成上,澎湃新聞記者此前從業(yè)內(nèi)了解到,特斯拉4680電池的正極材料只使用了鎳鈷錳523,并沒有如之前外界期待的8系乃至9系的高鎳含量,而負(fù)極材料也是普通的石墨,沒有摻硅。因此,在組成電池包的能量密度上,甚至不如此前的2170電池。
4680電池量產(chǎn)何難之有?據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹, 4680電池的生產(chǎn)難點仍然在于其全新的生產(chǎn)工藝。電池采用了全極耳技術(shù),這種技術(shù)讓極片邊緣的導(dǎo)電涂層通過集流盤與電池端蓋接觸,電流通過導(dǎo)電涂層和電池外殼到達(dá)電池外接電路,能夠提升電芯功率性能及散熱。
然而,全極耳技術(shù)很難折疊整齊,對工藝要求很高。例如無極耳結(jié)構(gòu)決定了焊接方式從電焊替換為面焊,焊接量較傳統(tǒng)極耳結(jié)構(gòu)電池提高了4—5倍,對激光焊接設(shè)備提出了更高要求。
此外,特斯拉仍在努力攻克干電池電極的制造工藝——這被認(rèn)為是鋰離子電池生產(chǎn)工藝的“圣杯”。與傳統(tǒng)濕法相比,干法涂布技術(shù)不使用溶劑合漿,直接使用細(xì)粉粘合劑與正極粉末混合,過輥壓機(jī)形成帶狀電極后再經(jīng)層壓附著于金屬箔集流體形成電極。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,打個比方,傳統(tǒng)的濕法電極可以理解為將奶粉加水,調(diào)成奶糊抹在面包片上,特斯拉的干法電極技術(shù)則是不加水,直接將奶粉壓實在面包片上。
該方法的好處是不使用溶劑,省去了濕法涂布的干燥環(huán)節(jié),傳統(tǒng)涂布的干燥箱一般占地面積很大,且需要高溫。因此,干法電極技術(shù)成本更低,更環(huán)保,但對粘結(jié)劑的要求更高,技術(shù)仍然需要攻關(guān)。對于特斯拉而言,這無疑也是一個棘手的問題。據(jù)了解,目前特斯拉僅僅實現(xiàn)了用干發(fā)做石墨負(fù)極,正極仍然用傳統(tǒng)的濕法。