特斯拉吹了4年的牛,最終被親手按下了暫停鍵。那個馬斯克口中單體能量密度提升5倍,功率輸出提升6倍的4680電池,最終未能兌現(xiàn)。甚至在裝車效果上,還不如眼下的2170電池。放棄自產(chǎn)4680電池之后,特斯拉把希望寄托在第三方供應上。但特斯拉遇到的問題,交給供應商就可以規(guī)避嗎?在海外Cybertruck,以及下一代Model Y的龐大需求背景下,特斯拉會采用什么辦法度過眼下的空窗期呢?
單體難在工藝,組隊更沒優(yōu)勢
首先需要明確的是,大圓柱電池,或者明確說就是46系大圓柱電池,是一定會做下去的。這背后其實是疊片、卷繞以及軟包的技術路線之爭。只要卷繞的技術優(yōu)勢還在,大圓柱電池就還有市場價值。但將單體電池做大的工藝問題,一直客觀存在,并且影響了特斯拉4680電池的裝車效果。
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歸納下來無非老三樣,卷繞難度、極耳焊接、干法電極。全極耳的設計,使得被卷繞的電池薄膜,都需要做成鋸齒狀。如此,極耳的表面起伏將難免不平整,影響一致性。甚至易產(chǎn)生碎屑,導致良品率差。同時,極耳從傳統(tǒng)的電焊,變?yōu)槿珮O耳面焊。工作量增加,工序更復雜。最后,干式電極,特別是活性高的正極部分,難以均勻擴散,良品率同樣被降低。
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其實特斯拉早就在妥協(xié)了,原本PPT中還有無鈷正極,以及硅負極的戲份。如果說面對眼下的正極密度,石墨負極依舊是綽綽有余。那么無鈷正極,是包括特斯拉在內(nèi),不少車企的奮斗方向。畢竟這樣可以進一步提升電池容量密度,并降低成本。當然,量產(chǎn)裝車的4680電池依舊是高鎳三元鋰電池。所以熱管理壓力也結構穩(wěn)定性的壓力依舊是存在的,這種情況下別說無鈷電池了。用上4680電池的特斯拉車型,其充電速度先高后低的曲線走勢,很大程度上也可以歸結于此。
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總之,特斯拉無法在全極耳以及正極部分的工藝上,兌現(xiàn)4680電池的天賦。把這些事寄希望于供應商來完成,也是特斯拉的常規(guī)思路。有消息稱,從去年下半年開始,特斯拉就有通過中國供應商,采購高鎳正極卷,然后在美國工廠進行組裝。結合特斯拉在暫停自產(chǎn)4680電池時,提到的成本壓力,這則消息的真實程度還在提升。作為電池制造中重要的成本占比,既然正極材料需要依賴從供應商處進口,那成本上天也就可以理解了。
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而特斯拉4680電池裝車的難題,還不止在單體電芯上,成包之后的尷尬也同時存在。比如說,早期特斯拉在展示中,4680電池是橫向成包。而在后期,則改為了縱向成包。由橫向改縱向,夾在電池中間的冷卻管,與電池的接觸面積將會變得不夠均勻。更重要的是,縱向排布,能夠容納的電芯數(shù)量,不如橫向。最直接的效果就是,成包之后的電池總容量難以提升。熱管理壓力大,電池總容量上不去,那為什么還要改呢?答案在安全性。
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縱向排布的電池,可以給車輛兩側的縱梁留下更多安全設計空間。同時,同樣縱向的冷卻管,也會被車身結構更好地保護起來。假設是橫置布局,即便電芯扛得住沖擊,冷卻管部分碰撞后的穩(wěn)定性,也會被打上問號。另外,冷卻系統(tǒng)同時也是溫控系統(tǒng)。從車頭延伸,可以減少線束使用,以及降低能量損失。最后,電池的重量,使得更遠離車輛中軸線的橫向排布方式,會增加兩側的慣性偏移。而縱向排布也就是沿中軸線布局,理論上對車輛的操控性更有幫助。也就是說,受制于工藝,以及為了整體安全性妥協(xié),特斯拉最終不得不選擇放棄自產(chǎn)4680電池的計劃。
用麒麟電池最簡單,折中選比亞迪?
暫定了自產(chǎn)4680,供應商的產(chǎn)能一時間還撐不起需求,4680電池自身也還需要完善。那特斯拉眼下的產(chǎn)品迭代該怎么辦?從專利入手,特斯拉可以說是滿倉大圓柱電池。絲毫找不到有投資方形電池的信息。但自己沒有相關技術,不代表特斯拉沒有使用方形電池的產(chǎn)品。最典型的當屬配備磷酸鐵鋰電池的Model Y等車型,供應商便是寧德時代。
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既然寧德時代與特斯拉有長期合作經(jīng)驗,那么在4680最終上量之前,用麒麟電池滿足特斯拉的產(chǎn)品換代需求,確實是賬面上最簡單的選擇。其實早在麒麟電池發(fā)布后,坊間就傳出了特斯拉將采用麒麟電池的聲音。而在面對這方面提問時,彼時寧德時代的反應也很曖昧。僅表示這是商業(yè)保密范疇,不能對外公開。當然,時至今日,包括Model 3換代后,都沒有用上麒麟電池。但隨著4680電池的進度再次被放緩,同時經(jīng)受了高端市場考驗的麒麟電池,就成為特斯拉眼下為數(shù)不多可以直接拿來使用的選項。
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畢竟,2170電池的潛力,已經(jīng)被特斯拉榨到了極限。而麒麟電池的性能,無疑要更接近4年前PPT上的4680電池。三元高鎳能夠達到250Wh/kg左右的能量密度,即便磷酸鐵鋰也可以達到160Wh/kg左右的水平。而4年前4680電池描繪的目標,是300Wh/kg。雖然麒麟電池眼下還達不到,但4680電池離這一目標更遠。后者距離麒麟電池,尚有13%的電量差距。更直觀地來說,眼下誰采用的麒麟電池,誰就有可能把續(xù)航做到1000km以上。
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而且,麒麟電池這種無模組技術方案,與特斯拉所追求的一體壓鑄、電池底盤一體化技術,也毫無適配負擔。事實上,通過灌膠來約束電池位移,同時提供安全冗余的4680電池,從一開始壓根就沒考慮過后期維修的可能性。只能說,身為卷繞工藝,走大圓柱路線的特斯拉4680電池,是打算從根本上解決熱管理問題,再來討論成包后的電池容量和性能表現(xiàn)。而麒麟電池的目標很明確,就是把整體容量和性能懟上去。至于隨之而來的包括散熱在內(nèi)的問題,都交給電池殼體本身。