去年9月22日,特斯拉在其“電池日”上對(duì)外首次發(fā)布了4680電芯和CTC(Cell to Chassis,即電芯直接集成到整車底盤,略去模組和電池包)。過去一年時(shí)間,由于特斯拉并未向外界披露多少4680電芯具體的研發(fā)進(jìn)展,以及其原本計(jì)劃搭載4680電芯的車型延期,業(yè)界大多認(rèn)為4680電芯研發(fā)進(jìn)展可能不如預(yù)期。
不過,10月9日,特斯拉在德國柏林舉辦的“Giga Fest”開放日活動(dòng)上,對(duì)外展示了4680電芯產(chǎn)品,并且該電芯已經(jīng)出現(xiàn)在展示的特斯拉Model Y車身上。有分析人士猜測,特斯拉柏林工廠或?qū)?huì)是最先用上這一產(chǎn)品的工廠。
4680電池的電芯直徑為46mm,高度為80mm,尺寸比特斯拉此前使用的2170電芯大了一倍,但單體電芯的容量則提升了5倍,輸出功率提升6倍,整車?yán)m(xù)航里程有明顯提升。同時(shí),基于工藝創(chuàng)新和顛覆,使得電池生產(chǎn)制造成本有明顯下降。
在業(yè)界最為關(guān)心的4680電芯生產(chǎn)制造方面,特斯拉透露,美國特斯拉弗里蒙特加藤路的試點(diǎn)工廠正在加速生產(chǎn)4680電池。據(jù)悉,該工廠的規(guī)劃產(chǎn)能為10GWh。同時(shí),伴隨著特斯拉總部遷往得克薩斯州奧斯汀市,特斯拉也將在得州工廠生產(chǎn)4680電芯,預(yù)計(jì)2022年得州能夠量產(chǎn)4680電芯。
除了美國本土,特斯拉德國柏林電池工廠也已經(jīng)于9月19日破土動(dòng)工,柏林電池工廠未來也將是4680電池重要生產(chǎn)基地之一。
據(jù)悉,在柏林工廠量產(chǎn)之前,特斯拉柏林工廠Model Y所需的4680電芯或?qū)⒅饕商厮估绹又莨S提供。
事實(shí)上,自去年特斯拉推出4680電芯以后,包括LG新能源、松下電池、寧德時(shí)代、億緯鋰能、蜂巢能源、比克電池等眾多電池企業(yè)都已經(jīng)在研究和改造產(chǎn)線,布局4680電池,希望獲得特斯拉相關(guān)訂單,并在大圓柱電池技術(shù)方面取得突破。
可以預(yù)見,大圓柱4680電芯的商業(yè)化進(jìn)程會(huì)隨著特斯拉及相關(guān)電池企業(yè)的技術(shù)成熟而加快,有望在2022年迎來大規(guī)模爆發(fā)。
電動(dòng)化提速,最重要的還是在成本和制造效率上進(jìn)行顛覆和變革。這一點(diǎn),包括電池、車企都在通過技術(shù)創(chuàng)新來實(shí)現(xiàn)。
在“Giga Fest”開放日活動(dòng)上,最令人驚喜的并非4680電池,而是作為車企,特斯拉的CTC技術(shù)(即將電芯直接集成到車輛底盤上)已經(jīng)有雛形,這或?qū)⒁I(lǐng)和帶動(dòng)動(dòng)力電池與整車設(shè)計(jì)的顛覆性創(chuàng)新和改變。
據(jù)特斯拉介紹,CTC新電池架構(gòu)設(shè)計(jì)的靈感來自航空航天領(lǐng)域?qū)⑷剂舷淙谟跈C(jī)翼一體而不是另做燃料箱這一創(chuàng)新。特斯拉決定制造一個(gè)電池組,作為車身結(jié)構(gòu),連接前后車身底盤部件。
當(dāng)前,特斯拉的電池架構(gòu)是通過將電芯組合成模塊,這些模塊組合在一起形成電池組,然后把電池組安裝在車輛平臺(tái)上。新架構(gòu)的不同之處在于,特斯拉不再使用模塊,而是將整個(gè)電池組構(gòu)建為車輛的結(jié)構(gòu)平臺(tái),這種新設(shè)計(jì)能有效減少零部件的數(shù)量和電池組的總質(zhì)量,因此有利于提高效率,降低成本,并最終提高電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
特斯拉在“Giga Fest”活動(dòng)上展示了最新電池架構(gòu)的一個(gè)剖面圖,清楚顯示4680電芯的排列布局。新電池系統(tǒng)平臺(tái)僅由三個(gè)部分組成:一個(gè)電池組和兩個(gè)大型鑄件,而這個(gè)平臺(tái)卻構(gòu)成了整輛車的很大一部分。
馬斯克在談及CTC設(shè)計(jì)時(shí)表示,“沒必要往盒子里再裝一個(gè)盒子”。
此外,座椅將能夠直接安裝在支架上,降低車身高度并大大簡化組裝過程。所有這些工藝的改進(jìn)將有望顯著降低Model Y的成本,并提高效率。
據(jù)悉,特斯拉這種CTC技術(shù),并非僅適用4680電芯,從特斯拉在柏林展示的情況來看,CTC技術(shù)也適用于2170圓柱電池,預(yù)計(jì)未來還會(huì)兼容其它尺寸電芯。不過,由于全球包括特斯拉在內(nèi),目前并未有車企量產(chǎn)CTC技術(shù)車型,所以仍然需要等待特斯拉在柏林工廠將這一新電池架構(gòu)技術(shù)量產(chǎn)和驗(yàn)證。
近日,特斯拉在其2021股東大會(huì)上表示,預(yù)計(jì)到2030年特斯拉將實(shí)現(xiàn)年銷量2000萬輛新車,并有信心在接下來幾年保持至少50%的新車交付增長率。
數(shù)據(jù)顯示,今年第三季度特斯拉共生產(chǎn)了23.78萬輛新車,交付了24.13萬輛,創(chuàng)歷史新高。2021年前三季度,特斯拉累計(jì)交付新車62.7萬輛,同比增長97%。
馬斯克在股東大會(huì)上表示,“我們的計(jì)劃是要大量訂購電池,確切地說,我們已經(jīng)向供應(yīng)商訂購大量電池,向他們傳達(dá)了他們生產(chǎn)多少我們采購多少的信息。”
對(duì)于業(yè)界擔(dān)心的全球電動(dòng)化帶來的鋰資源緊張,馬斯克還表示,鋰資源在地球中的儲(chǔ)量非常充足,并不稀有,“關(guān)鍵在于正極材料中所用的鎳、鈷資源,特斯拉高端汽車使用三元電池,可以實(shí)現(xiàn)更高的續(xù)航里程,但是標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航的車型和固定式儲(chǔ)能未來都會(huì)使用鐵基電池(磷酸鐵鋰電池),未來鐵基電池會(huì)得到廣泛使用,這個(gè)不會(huì)存在短缺問題。”
此外,馬斯克還指出,可以把電池看成“優(yōu)級(jí)礦產(chǎn),從退役電池中回收關(guān)鍵材料是更優(yōu)的選擇,目前特斯拉已經(jīng)開始進(jìn)行電池回收,很多友商也在這方面投入資金。
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