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特斯拉电池组技术_特斯拉汽车电池技术
tamoadmin 2024-05-17 人已围观
简介1.拆开特斯拉的电池组,车主:所谓高端技术,就是“五号电池”?文/白杨最近关于特斯拉新电池的传闻,可谓一波三折,先是传出国产特斯拉将使用宁德时代的“无钴电池”,后曝出所谓的“无钴电池”仅仅是磷酸铁锂(下称“LFP”)而已。随后特斯拉上海超级工厂官方抖音号官宣:无钴,不代表一定是磷酸铁锂,短短几个字,让新电池更为神秘。最新消息来自一位接近特斯拉的相关人士透露,称新电池是干电池技术+超级电容的组合。一
1.拆开特斯拉的电池组,车主:所谓高端技术,就是“五号电池”?
文/白杨
最近关于特斯拉新电池的传闻,可谓一波三折,先是传出国产特斯拉将使用宁德时代的“无钴电池”,后曝出所谓的“无钴电池”仅仅是磷酸铁锂(下称“LFP”)而已。
随后特斯拉上海超级工厂官方抖音号官宣:无钴,不代表一定是磷酸铁锂,短短几个字,让新电池更为神秘。
最新消息来自一位接近特斯拉的相关人士透露,称新电池是干电池技术+超级电容的组合。一系列的消息让股市也跟着波动,先是钴金属相关股价大跌,再是超级电容相关企业股价大涨,特斯拉的影响力可见一斑。
国产特斯拉真的会搭载宁德时代的LFP么?无钴电池是否是空穴来风?特斯拉的新电池技术会是什么?这些问题的答案,都需等到4月份的特斯拉电池会议,才可能揭晓。目前只能通过已有信息,做如下合理猜测。
LFP是过渡产品,无钴电池是未来
首先必须纠正一下,说无钴电池就是LFP,是非常不严谨的!
无钴电池是一项新的技术,也是整个锂电行业目前都在积极攻克的一项课题,指的是在现有高镍路线下,找到更为廉价且无能源风险的材料替代现有的钴元素,以达到现有三元锂电池同样的性能和稳定性。
更多关于无钴电池的介绍,可参考AutoLab此前推文赶在松下之前首发无钴电池,长城要在新能源赛道超车比亚迪了?
LFP虽然不含钴,但和无钴电池是两码事,国产特斯拉搭载宁德时代LFP已被多方实锤,但这并不能被解读为“特斯拉采用宁德时代提供的无钴电池”。
特斯拉搭载宁德时代LFP也是无奈之举。按照特斯拉官方说法,到2020年年中,Model?3国产化率要达到70%,年底将实现100%,在国内找到便宜的电池供应迫在眉睫。
然而,目前不管南京LG化学提供的2170电芯,还是宁德时代的当红产品NCM?811,都和特斯拉美国在松下拿到的优惠价格没法比。为了足够的盈利空间,就只能退而求其次选择LFP。
AutoLab猜测,国产Model?3和将来的Model?Y会在走量车型中搭载宁德时代LFP,而即将引入国产的后驱长续航版Model?3、Model?Y则会继续搭载LG化学提供2170电芯。
此外,有宁德时代CTP技术的加持,以及特斯拉出色的BMS,搭载LFP的特斯拉性能缩水或许不会太大。
至于无钴电池,AutoLab认为不会是空穴来风。目前搭载无钴电池绝无可能,但并不意味将来不会。
LFP终究是过渡方案,特斯拉很有可能与宁德时代签署某项合作,技术共享共同研发无钴电池,这项合作,也能帮助马斯克,用一个理想的价格从宁德时代采购LFP。
超级电容+干电池技术值得期待
如果无钴电池仅仅是一份合作协议而已,那特斯拉在电池会议上发布超级电容+干电池技术,就显得很有必要性了。
无钴电池仅仅是一份合作协议,特斯拉股价必然会迎来下挫,而超级电容+干电池技术的价值,或许更多地是为了形成利好,对冲股价下挫风险。
这样说并不意味着特斯拉的超级电容+干电池技术纯属噱头,毕竟PPT画饼,也太不马斯克了。
作为特斯拉电池会议的C位,超级电容+干电池技术来自其2019年5月收购的一家电池技术公司。
关于超级电容,可以参考此前推文(CES前瞻?|?充电两分钟,续航300公里的电动摩托有什么秘密?)简单来说,超级电容就像是弹簧,充电快,放电也快,5秒真男人。
这项技术或将循序渐进地用在特斯拉的各款车型上,最有可行性的方案是,将超级电容接入动力回收系统,利用刹车时充电,在需急加速时放电,改善能量效率的同时,提升加速性能。同时由于电池在急加速时的负担更小,也一定程度延长了电池寿命。
而至于干电池技术,当然不是指我们常见的“南孚7号”。根据Maxwell的专利来看,应该称之为干电池电极技术,和传统锂电池的区别在于制备工艺不同,可以达到降低成本,提升电池容量的效果。
这项技术到底何时能够应用到特斯拉的量产车型,以及是否可以帮助到无钴电池的开发,都要等4月份的电池会议才能揭晓。
总结来看,LFP、无钴电池、超级电容、干电池技术这些名词,或许都会出现在特斯拉电池会议中,但到底谁是C位,还需各位擦亮眼睛了。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
拆开特斯拉的电池组,车主:所谓高端技术,就是“五号电池”?
车东西
文|Juice
再过两周,也就是美国时间9月22日,被马斯克称为特斯拉历史上最重要的活动电池日将在美国加州工厂举行,这也是特斯拉首次专门针对电池技术举办发布会。
为何特斯拉这场活动会受到业内如此关注?此前预热的特斯拉在电池方面的技术“核弹”百万公里电池、无钴电池、干电极技术、硅纳米线技术等四项重磅技术“核弹”极有可能会在此次活动上抛出。
特斯拉目前所用的圆柱电?
特斯拉每次发布会都会引起行业巨震,此次发布会涉及电动车领域最重要的零部件——动力电池,自然也让无数人充满期待。
那么特斯拉此次电池日活动究竟会发布什么内容?对动力电池行业又会产生什么影响?特斯拉电池日上是否还会有重磅信息发布呢?
尽管特斯拉此次透漏的蛛丝马迹极少,但根据车东西对电池技术和产业链的持续关注和跟踪,可以推断特斯拉电池日要发布的内容基本会锁定在下面这些方面。
一、手握多项新技术?将颠覆电池行业?
经过最近两年的紧密布局,特斯拉已经积累了不少动力电池方面的新技术,这些技术可能都会亮相本次电池日。
1、干电极技术:单体电芯能量密度可达500Wh/kg
从2016年之后,马斯克转身扎进了特斯拉Model?3的产能地狱,特斯拉在动力电池方面并没有太多动作传出。
2019年2月,特斯拉2018年财报发布的电话会议上,马斯克指出,超级工厂电芯产能的不足是限制特斯拉Mode?3产能的最大桎梏。松下动力电池产能的限制,驱使特斯拉重新加速在动力电池领域的布局。
2015年,特斯拉以2.18亿美元(约合人民币15.27亿元)的价格收购电池技术公司Maxwell,而能被特斯拉看上也说明了这家公司并不普通。
Maxwell并不像传统电池企业那般在进行湿电极工艺,而是开发了干电极技术与超级电容技术。干电极生产工艺不需要将正负极材料加入溶剂中对电极片材料进行涂覆,而是直接将活跃的正负极材料混入黏性物质中,使得正负极材料自身“原纤维化”,形成自支撑膜,牢牢地粘着在电极片上。
Maxwell干电极技术介绍
这种工艺可以生产出更厚的电极,使电池的能量密度得到大幅提升,用该工艺制成的三元锂电池电芯单体能量密度最高可达到500Wh/kg,而目前主流的三元锂电池电芯单体能量密度为300Wh/kg左右。
干电极的另一个好处就是,在电池使用之后,持续为其补充锂金属,可弥补电池的容量衰减,而采用湿电极法制备的电极,补充锂金属和混有锂金属的碳不能很好地彼此融合,通常会伴有烟雾、火苗和噪音等强烈反应。
此外,Maxwell还在研发超级电容技术,可以用作能量回收过程中的快速储能装置,其能耗远小于将回收的动能重新储备到电池中。在急加速过程中,超级电容器能够实现大功率放电,避免动力电池直接大功率放电产生锂晶枝,对电池结构造成不可逆的损伤。
Maxwell待审专利
超级电容技术的另一大优势,就是工作温度范围大,大部分电池的工作温度需要维持在20℃-40℃之间,对外界环境温度要求较为苛刻。而超级电容的工作温度在-40℃-80℃之间,可用于冬天车辆起步与动力电池的加热。
Maxwell虽然在电池企业中并不算太知名,但这两项技术却为动力电池提供了更多的可能,特斯拉也正是冲着这两项技术,才愿意花重金拿下这家公司。
2、硅纳米线技术:电池质量体积将减少一半
这项技术特斯拉此前并未有过任何介绍,对这种技术的猜测也是在特斯拉上个月底发布的电池日最新海报之后。
特斯拉电池日海报以黑色为基本色调,除了介绍电池日的基本信息之外,海报上还有一些抽象的线条,这些线条也引起了许多媒体的关注。
特斯拉电池日海报
海外媒体经过认真研究之后认为这是一种新的电池材料——硅纳米线的结构图,由此一部分海外媒体也认为特斯拉在电池日上发布的将会是基于硅纳米线技术的全新电池,而非之前所传闻的干电极技术。
外媒报道称采用硅纳米线技术后,电芯的重量将会减轻一半,占用的空间也会是当前锂离子电池的一半,换言之就是,同样的电池体积和质量的电池组的能量密度会得到大幅提升,这就为更高能量密度的动力电池铺平了道路。
硅纳米线技术电池能量密度更高
此外,海外媒体还研究发现,这个硅纳米线的结构图直接指向了一家前沿电池制造公司Amprius,而在谷歌地图上搜索了之后,外媒惊奇的发现了这家公司的所在地已经搬到了特斯拉弗里蒙特电池制造工厂附近。而特斯拉的电池日活动就将会在该工厂举办。
之后,有博主在推特上发推表示,Amprius硅纳米线电池在能量密度上非常有优势,马斯克则直接在这条推特下方回应称,400Wh/kg、具备高循环寿命,且可批量生产的电芯并不遥远,可能会在3到4年内实现。
这一次回应也不免让人产生联想,特斯拉在扩建弗里蒙特电池制造工厂的时候,Amprius公司恰好搬到旁边,而特斯拉海报又暧昧的指向了这家公司。
虽然之后马斯克在外媒cleantechnica的推文下面表示,特斯拉与Amprius没有关系,但这个回应却并不够坚决(emoji表情的使用让这个回答显的并不正式,当然不排除笔者过度解读的可能性)。至于这两家公司是否有联系还需要等到电池日活动当天马斯克亲自来揭示。
马斯克推特截图
二、新型电池或亮相?寿命提升成本缩减
虽然特斯拉一直在对于新的电池技术进行探索,但上面两种电池技术距离正式量产还有一定的差距,特斯拉本次电池日活动展现出来并不一定只是这种前端技术,真正能够为电动汽车提供便利的电池技术或许才是特斯拉的重头戏。而在这方面,特斯拉也早有布局。
1、百万公里电池:电动车使用寿命将增长
电池的使用寿命问题一直是车企和电池厂商头疼的问题,这也导致了电动汽车贬值过快,一个长寿命的动力电池对车企和用户来说都很重要。
作为行业的领头人,特斯拉自然也不会在这方面毫无布局。2015年,马斯克找上了专注于锂电技术产业化的杰夫·戴恩团队,希望为其提供“数额可观的5年的研究经费”(the?substantial?5-year?funding?package),让其为特斯拉研发寿命更长、成本更低、能量密度更高的锂离子电池。
杰夫·戴恩
杰夫·戴恩曾通过精确限定镍钴锰材料中镍的含量,使三元复合正极材料成功实现规模商业化,为业界公认的三元材料技术真正的开创者和发明者。
去年9月底,杰夫·戴恩团队发布了一篇论文介绍了他们正在测试的新一代锂离子电池,该电池采用了下一代单晶阴极和新型电解液。
在采用了单晶阴极的情况下,电池经过了4000次循环之后,容量仅会损耗10%,而现阶段的技术条件下,电池1000次循环之后,容量就会损耗10%。
此外,杰夫·戴恩团队还考虑了几种不同的电解质,用不同的方法检查电池性能下降和阻抗增长的原因,而有些测试甚至已经秘密进行了三年多。
杰夫·戴恩研究小组
杰夫·戴恩团队认为新研发动力电池能够驱动电动汽车行驶超过160万公里,如果用在电网能源储存方面则至少可以使用20年。
而今年5月份,路透社报道称,特斯拉将和宁德时代共同开发一款寿命超过百万英里(约合160万公里)的电池,从这个角度来看,宁德时代也可能会参与到特斯拉的长寿命电池项目中。
2、无钴电池:电池成本可大幅降低
目前特斯拉电动汽车主要采用的是松下生产的NCA三元锂电池,在生产过程中需要用到钴金属。
但钴是一种稀缺金属,产量少且分布不均,美国地质勘探局数据显示,全球陆地钴资源的储量约为700万吨,其中刚果(金)的储量占比为52%、澳大利亚储量占比为17%,古巴的储量占比为7%,其他国家的储量则非常低。
这也就导致了钴出现了供不应求的情况,蜂巢能源总裁杨红新曾表示:““如果不考虑回收,到2026年以后,钴元素将供不应求。”相应的钴元素的稀缺也导致价格上升,更不用说还涉及了童工采矿等一系列问题。
目前多个电池企业都在致力于无钴电池的研发,特斯拉在这方面的研究,路透社曾报道称,特斯拉正在和宁德时代合作研发无钴电池。
路透社报道,特斯拉正在与宁德时代商议无钴电池合作
但从已有的信息来看,特斯拉和宁德时代的合作比较偏向于磷酸铁锂电池,目前磷酸铁锂版本的国产Model?3已经出现在了工信部的新车目录之中。
但这两家公司有没有在一起讨论其他的无钴电池目前还不得而知,这一问题的答案或许需要等到特斯拉电池日上才会被公布。
三、自产电池布局完善?加州工厂正在招人
从以上布局来看,特斯拉已经在电池技术领域有了不少的积累,基本上具备了自产电池的能力,但生产电池除了技术之外,还要有足够的生产技术和产险,在这方面特斯拉也已经有了部署。
去年10月份,有媒体发现,加拿大精密设备公司Hibar突然出现在特斯拉旗下,成为了特斯拉的控股子公司。
Hibar以生产高精度定量注液泵、注液生产系统、自动化电池制造和工艺设备闻名,产品线覆盖了完整的电芯生产流程。
在过去的40年时间里,Hibar已经成为了电池行业里一次电池及二次电池生产线的首选供应商。在电池生产方面非常有经验,可以为特斯拉自产电池提供很大的帮助。
Hibar产品一览
另外,特斯拉也还在进行电池工厂的扩建工作,该工厂位于加利福尼亚州弗里蒙特市加藤路,与特斯拉弗里蒙特工厂很近,仅有几分钟路程。
今年3月份,特斯拉递交了扩建场地的申请,将通过加盖楼层的方式来增加工作场地,扩建后可最多容纳45名研发人员和425名一线制造工人,总计470名员工。
特斯拉正在扩建电池工厂
据外媒electrek报道,特斯拉目前还在为电池生产线招聘产线人员,特斯拉的招聘公告上显示:特斯拉的电池制造团队正在扩大规模,雇佣生产助理。除了这些职位,特斯拉还在寻找工程经理、工程师等其他职位。
综合这些信息来看,特斯拉的电池生产应该就差临门一脚了,本次电池日活动或许就是特斯拉电池项目的最后“一脚”。
四、ONE?MORE?THING:Model?Y或将迎来大变化
除了电池方面的布局,马斯克近日在德国参加柏林工厂活动时表示,特斯拉将会在汽车生产方面做一些重要结构性变化,这些变化将会率先在柏林工厂实施。而变化的具体内容,马斯克表示将会在本月的电池日活动上揭晓。
除此之外,此次电池日可能还会有其他的消息公布。
外媒福布斯在一篇报道中认为特斯拉可能正在研究电动飞机,理由是在2018年的时候,马斯克在参加一次播客时就曾提出过电动飞机的概念。在今年2月份接受采访的时候,马斯克又讲了自己对于电动飞机的看法。
当时媒体询问马斯克是否有制造电动飞机的计划时,马斯克回答称,将飞机投入生产并满足全球各个国家的法规非常困难,这件事难度非常大。
马斯克还表示,制造电动飞机的难度不在于资金,而是需要优秀的工程师,一旦他手头上的事都达到了理想的状态,他会考虑电动飞机这一项目。
他还表示:“除了火箭以外,所有的运输方式的动力总成都可以改成电动的。”
此外,马斯克还曾经说过,只要动力电池的能量密度达到了400Wh/kg,电动飞机就具备可行性,而马斯克最近在回复网友的过程中就提到了400Wh/kg的动力电池会在未来不久后实现。这一细节也值得玩味。
马斯克推特截图
外媒cnet还认为,特斯拉在本次电池日上或许还会透露其将参与欧洲的电力事业。
外媒whichev报道称,今年五月份,特斯拉向英国政府提交申请成为英国的能源供应商,虽然目前英国政府还没有进行审批,但是特斯拉已经通过Powerwall的形式在英国提供了家用电池存储系统,还注册了太阳能屋顶服务,在英国提供能源供应的决心非常明显。
特斯拉Powerwall
而路透社信息显示,特斯拉已经获得了在西欧进行电力交易的许可证,并且特斯拉还在德国进行一项调查,试图探知德国用户对于特斯拉能源服务的兴趣,以便进行下一步布局。
事实上,特斯拉之前已经在南澳大利亚建立了世界上最大的锂电池存储设施,可存储100GWh的电量,能够为3万个家庭提供8个小时的供电。
也许后两个项目并不一定会出现在特斯拉电池日上,但对于特斯拉这样一家公司什么样的猜测都不夸张,没人能够猜到马斯克下一步想要干什么。
结语:特斯拉电池日或引起新技术变革
特斯拉的横空出世将原本已经接近淘汰的电动汽车又重新炒热了起来,经过近10年的高速发展特斯拉已经成为了电动汽车领域的领头羊,即使在整个汽车行业,特斯拉也是市值最高的车企。
在电动化已经不可逆的今天,特斯拉的一举一动都将会对整个行业产生影响,而本月的电池日则是特斯拉今年最重要的一次活动,马斯克甚至称电池日是特斯拉历史上最重要的事。
这也意味着,特斯拉在本次电池日上将会放出多个重磅信息,而这些信息则有可能会引导电动汽车行业的发展方向。电池日活动正式举办时,车东西也会参与报道,全面揭秘特斯拉的电池布局。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
现在汽车工业发展迅猛,不同的车型比比皆是,常见的像SUV、轿车、MPV以及旅行车,都是当下非常热门的车型。大家在买车的时候,选择也是非常多,其中SUV是近年来最热门的了,很多人买车基本都会首选SUV,毕竟空间大而且视野好。不过在油耗方面,SUV显然要比同车型的轿车稍微高一些,这一点车主们一定要有心理准备。
而随着人们环保意识的增强,新能源汽车也开始被人们所熟知,并且有更多人的买车的时候会考虑纯电汽车。在新能源汽车领域,国内的比亚迪表现无疑是最出色的,旗下不仅有家用车,而且电动大巴也是非常厉害。其中,比亚迪唐DM版车型百公里加速甚至不到5秒,当然,目前新能源领域最火的就是特斯拉,不过特斯拉的价格非常昂贵,一般人很难买得起,但拆开特斯拉的电池组,车主:所谓高端技术,就是“五号电池”?了解一下。
其实作为高端车企,特斯拉成立的时间也没多少年,和传统车企动辄百年的历史比起来,简直不值得一提。不过,特斯拉的技术却是很多车企无法企及的,没多少年就成为新能源汽车领域的领头羊,虽然价格不便宜,但销量却非常不错。而特斯拉除了智能之外,其在电池领域的技术也是首屈一指,而纯电汽车的电池又是核心技术。毋庸置疑的是,新能源汽车哪家车企掌握的电池的技术,就可以拥有主动权。就比如比亚迪,其在新能源领域的技术也是非常先进,不少车企也是找比亚迪合作。
而特斯拉电池的技术有多牛呢?拆开特斯拉的电池组,车主表示所谓高端技术,就是“五号电池”?此前就有人做了个实验,他拆卸了一辆特斯拉车型,然后将电池打开。可是没想到的是,打开电池后看到的却是一节节“5号电池”,不过数量非常惊人,全部加起来达到了七千多节。这样看来确实让人惊叹,这些“5号电池”都是并联在一起,可以给车子提供源源不断的动力。其实,现在新能源汽车领域拼的就是电池技术,而看到特斯拉的电池这样拼接在一起,却能提供如此强劲的动力,并且续航也是数一数二,当今新能源汽车市场在续航能力方面,确实没有一家车企能和特斯拉抗衡。
当然,很多人表示这种电池拼接没什么技术含量,其实并非如此,除了要组合好之外,还要能够更好地管理这些电池的功能。并且在安全方面也是要重点考虑的,如果没组合好就很有可能导致车子自燃,因此这样的技术在当下除了特斯拉确实找不到第二家车企了。因此,拆开特斯拉的电池组,车主:所谓高端技术,就是“五号电池”?对此,大家有什么看法呢?
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。