特斯拉“电池日”前瞻 会掀起一场技术革命吗?
发布时间:2020-09-19 19:09:00

随着特斯拉“电池日”的临近,更多内幕消息流出。尽管特斯拉是一个电动汽车品牌,但是凭借其在电池技术上的研发积累,其在电池技术领域的影响力已经举足轻重,其技术方向甚至有业内风向标之说。更何况,特斯拉还在打着自研自产电池的主意,因而它在“电池日”会放出什么神器自然引得全球电池业界的关注。


猜测一:工艺结构入手 更大电芯将出现?


近日,在海外社交媒体上,特斯拉“新型电池”被曝出,这款同样出自圆柱电池家族的新电池,比目前的特斯拉主要采用的21700圆柱电芯体积更大。


特斯拉“电池日”前瞻 会掀起一场技术革命吗?

海外社交媒体爆料的特斯拉“新型电池”

特斯拉“电池日”前瞻 会掀起一场技术革命吗?


据悉,特斯拉还为这款新型电池起了个比较有趣的名字——“饼干盒(Biscuit Tin)”。此外,消息人士还透露,该电池将在特斯拉奥斯汀超级工厂生产,是特斯拉“Roadrunner”系列的一款电池。未来将用于CyberTruck皮卡、Semi卡车,以及可能在当地生产的Model 3、Model Y车型。


如果爆料属实,那么特斯拉在追求能量密度和降本上的技术路径,甚至可以说是“套路”,与去年宁德时代、比亚迪在电池工艺上的CTP和刀片电池走的路子有点类似:从工艺和结构端入手,做大单体电芯尺寸,提升电池包空间利用率,减少电池包内零部件数量。综合这些工艺上的创新来提升电池PACK的带电量,降低电池PACK成本。


多年前,特斯拉为了提升电动汽车电池包带电量,降低成本,不满足当时松下提供的18650电芯,率先在业界大规模使用21700电芯,这种通过电芯“升级”的做法迅速在业内引发效仿,国内不少动力电池企业开始布局21700圆柱电池产线。


特斯拉“电池日”前瞻 会掀起一场技术革命吗?

图片来源网络


这么看来特斯拉在圆柱电芯上的演进思路就是往大尺寸方向努力。


据外媒报道,特斯拉新型电池可能带电量更大。外媒援引消息人士称,新型电池其直径要比当前在内华达州Gigafactory1电池工厂生产的21700电芯直径大两倍,“这可能意味着该新型电池的单元体积增加了更多,更接近电容器大小”。与之相对应的是,新电池的能量密度预计也将有所增加。同时还因为减少了电芯外壳和结构件数量,有望整体实现电池PACK成本的明显下降。


此外,在网络曝光的照片中,新型电池似乎采用了无极耳设计,埃隆·马斯克去年称这一设计“比听起来要重要得多”。


如果该新型电池确实是受到了特斯拉无极耳电极专利的启发,新电池的组成形式将为提高性能和进一步降低生产成本铺平道路。


事实上,近年来特斯拉在模组端也一直在做“减法”。目前,特斯拉Roadster、Model S/X电池模组个数均为16个,而Model 3电池模组仅有4个。如果特斯拉在“电池日”推出更大尺寸的电芯,那么模组结构会不会继续简化,会不会出现类似国内企业正在做的CTP集成方案都将值得期待。


从此前业内的爆料来看,特斯拉在电芯尺寸及工艺上的变化应该是出乎业界意料,但仔细对比下国内电池企业的技术路线趋势来看,实际上也一直在这方面进行创新尝试,并且相关产品已经装车应用。


不过,如果只是工艺段的创新,显然也不符合特斯拉过去半年一直为“电池日”的造势行为。此前特斯拉已经有意无意地向外界透露了其电池技术进展,如百万英里电池、无极耳电极电芯、硅纳米材料电芯、无钴电池等新技术。


猜测二:硅纳米线电池将推出?


提升电池能量密度一直是电池技术研发的主要方向之一,而电池能量密度提升的突破口最终还是要从电池材料端入手。今年8月,特斯拉公布“电池日”活动的邀请海报曾引发了业界对于其电池材料技术突破的猜想。


特斯拉“电池日”前瞻 会掀起一场技术革命吗?


这张海报的背景图上的点阵线条图案被认为是一种新电池材料——硅纳米线的结构图,这就引发了人们新的猜想:难道特斯拉是准备推出硅纳米线电池?


据业内人士介绍,硅纳米线是一种新型的半导体纳米材料,“它解决了普通硅材料容易膨胀破裂的问题,且同时又能储存比常规的电池负极材料石墨多十倍的的电能。如果将其应用创造出新型电池,可以使电芯能量密度提高50%。”


此外,从网上曝光的一张特斯拉工厂图片上可以看到,一家硅纳米线电池负极材料的专利技术公司Amprius正位于特斯拉在加利福尼亚的弗里蒙特工厂附近,而后者也是特斯拉即将举办的“电池日”活动所在地。这很可能暗示了特斯拉和Amprius就硅纳米线技术已展开合作。


特斯拉计划在三到四年内实现能量密度400Wh/kg的动力电池量产,硅纳米线或将成为其实现该目标的重要技术支撑之一,期待“电池日”上特斯拉能有该技术的相关信息。


猜测三:百万英里电池将亮相?


百万英里电池的提法特斯拉在去年就曾提到过。2019年4月,马斯克就表示要研发出全生命周期内续航可以达到一百万英里(约160万公里)的电池。


同年6月,特斯拉电池专家杰夫·戴恩(Jeff Dahn)团队发表了一篇论文,其中提到,特斯拉新型电池将采用新一代“单晶”NCM523材料和更为先进的电解液,“相比现代传统电池,其充电生命周期提升到4000次,电池生命周期内的汽车续航里程也将因此突破100万英里。”


值得一提的是,如果特斯拉百万英里电池一旦量产,特斯拉电动车的使用寿命将比现在延长至少两倍,这也意味着电动汽车整个生命周期的成本会更低,同时电池残值也将更高。


特斯拉提出“百万英里”电池后,国内一些电池企业也陆续公布自身长循环寿命电池的研发情况,其中宁德时代、蜂巢能源都透露了自家公司百万公里电池技术研发情况。


续航可达到百万英里,将可明显延长电池全生命周期的价值,因而业界的期待也是非常高的。根据特斯拉今年上半年的造势,“百万英里”电池大概率将亮相。


猜测四:无钴电池到底是噱头还是真有?


鉴于钴资源储量有限,且成本高昂,低钴、无钴电池技术一直是业界关注和努力的方向。马斯克也曾多次公开表示要降低电池中钴的含量,甚至要完全做到无钴。今年年初,媒体报道的特斯拉“无钴电池”消息在资本市场掀起腥风血雨,涉钴、磷酸铁锂电池上市公司股票都被“玩弄一番”。不过,由于其“电池日”多次推迟,业界也一直没有看到其无钴电池具体研发如何?


相比之下,国内的蜂巢能源在今年5月率先发布了两款无钴电池产品样品,并计划在明年下半年正式推向市场。此外,宁德时代也透露,“公司有自己的‘无钴’电池技术储备,目前研发进展顺利,正在想办法搞好供应链。”


值得注意的是,作为目前特斯拉北美动力电池独家供应商,松下的美国电动汽车电池业务负责人表示,松下计划在2-3年内将无钴电池商业化。因而,“电池日”上特斯拉会否公布其无钴电池也非常值得关注。


在人们的印象中,马斯克就是一个不按常理出牌,且极具颠覆性思想的人。马斯克曾亲自将其“电池日”形容为会有许多“激动人心”的内容,相信“电池日”的精彩应该不止目前业界流出的相关爆料。当然,上述任何一项电池技术能尽快变为现实,应用到电动汽车之中,都可以称得上“激动人心”。特斯拉到底有哪些电池技术秘密武器,下周即可见分晓。


稿件来源: 电池中国网
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