特斯拉沖刺4680電池“完全體”，5年押注的最后一搏

時間:2024-07-17 11:15來源:晚點LatePost 作者:李梓楠
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特斯拉今年不會推出新車型開賣，但可能會有新電池。
 
我們獨家獲悉，特斯拉計劃在年底前量產裝車完全采用干法電極的4680電池，這將是4680電池的“完全體”版本。
 
2023年，特斯拉已在Cybertruck上采用4680電池，但那是一個妥協版，未能實現目標——重新發(fā)明電池制造流程，使用干法電極替代傳統的濕法電極，從而省掉將電極弄濕再烘干的過程，加快生產速度、降低成本。目前特斯拉生產的4680電池只有成本較低的負極采用了干法電極，而成本更高的正極依然是從LG新能源和兩家中國電池公司采購的傳統濕法正極。
 
現在，特斯拉離4680電池“完全體”只差臨門一腳。我們了解到，干法正極的4680電池設計近期已經定型，這是大規(guī)模量產的前一步，特斯拉電池部門接下來會全力提升生產良率和效率，擴大產能。
 
據了解，特斯拉2022年底就已在實驗室中做出了干法正極極卷，但因技術判斷失誤遲遲無法量產。今年4月該項目負責人巴格里諾（DrewBaglino）離職后，特斯拉調整技術路線，干法正極量產取得突破。
 
“干法電極做出來就能改變特斯拉。”一位特斯拉相關人士說。
 
4680電池是特斯拉在2020年發(fā)布的自研電池。特斯拉當時宣稱，新技術能讓電池成本降低50%，帶來更便宜的新車。
 
大幅降本的關鍵正是干法電極工藝。現有動力電池的正、負極材料是漿狀物，即“濕法電極”，這使電池生產需經歷烘干、溶劑回收等流程，耗時長、廠房占地面積大。而干法電極省去了上述流程，可以大幅縮減建廠占地和單位電池產能的資本投入，提升電池性能和生產效率。
 
干法正極是4680整個工藝中最重要、也最難突破的部分，正極材料也是電池中成本占比最高的部件，超過35%。
 
我們還了解到，在攻克干法電極的同時，特斯拉也在繼續(xù)改進當前妥協版4680電池的封裝工藝和材料配比，這些電池會優(yōu)先供應Cybertruck。目前特斯拉自產的4680電池，每周產能只夠裝1000輛Cybertruck。
 
知情人士稱，這些特斯拉正在美國生產的4680電池的材料供應商里，幾乎已沒有中國公司，其部分生產設備也已切換為日本、歐美公司，仍在使用中國設備的環(huán)節(jié)也在尋找備選方案。
 
另一方面，特斯拉也計劃在今年下半年讓LG新能源直接供應完整的濕法正極4680電池，這些電池則將搭載到在美國生產的ModelY上。
 
4680電池是特斯拉提升下一代產品競爭力的核心，干法正極又是4680的核心。立項至今，特斯拉已在這個項目上耗時5年。
 
過了研發(fā)難點，接下來主要是工程優(yōu)化問題
 
制造業(yè)的一條簡單制勝法則是：用更少的錢造出比對手更好的東西。
 
過去5年，特斯拉曾有一條清晰的降本提效路線——用更大的一體壓鑄機縮短車身制造時間，設計零件數量更少、更容易制造的下一代車，用干法電極技術壓縮電池制造成本，用“unboxed”技術縮短汽車組裝時間和成本，制造更多高效的超級工廠。
 
特斯拉投注了數十億美元和極多工程資源做這些硬件和制造創(chuàng)新。如果計劃實現，特斯拉會像3年前那樣保持領先全行業(yè)的毛利率和運營效率。
 
但今年4月以來，特斯拉開始陸續(xù)暫緩這些努力：暫停制造售價2.5萬美元的廉價車型，暫停研發(fā)更大的一體壓鑄車身，本該在今年投產的墨西哥下一代超級工廠至今仍未動工建設。
 
4680電池一度也看起來危在旦夕。今年4月，該項目負責人，在特斯拉工作17年的特斯拉三電高級副總裁巴格里諾離職，電池團隊也在當月被裁掉約25%的人員，目前只剩不到800人。
 
我們曾跟進裁員后續(xù)，提到今年初，特斯拉管理層曾對電池部門提出明確考核目標：如果到今年年底，特斯拉自產的4680電池成本不能比LG新能源和松下等供應商更低，特斯拉會考慮放棄自產4680電池；這并不是一個低標準目標，如果特斯拉真能實現自產成本低于LG，這就是在美國本土生產的最便宜的電池。
 
干法正極近期的進展給了電池部門實現年底目標的可能性。
 
巴格里諾離職后，特斯拉電池團隊決定走成本略高，但能更快量產的路線。
 
這之前，特斯拉工程團隊早在2022年底就已在實驗室里做出了干法正極極卷，下一步是要在量產線上復現。
目前動力電池生產的大致流程是把糊狀的正負極材料涂在箔片上做成極片，然后卷成極卷放入電池殼中、注入電解液、焊接完成。
 
但在量產極卷時，特斯拉被滾壓工藝難住了。“干法正極工藝碰到極大挑戰(zhàn)，正極粉料非常硬，有時會損壞極片設備，這是我們沒預料到的。”馬斯克在2022年財報電話會上說。
 
一位曾在特斯拉電池部門工作的工程師稱，特斯拉只有少量定制并調校好的干法正極滾壓設備，這種設備每壞一次至少要花45天去維修，電池團隊因此浪費大量時間。
 
他記得，巴格里諾仍在職時，每周都要接受特斯拉前CFO扎克·柯克霍恩（ZachKirkhorn）的拷問，“成本柱狀圖上，就電芯部門一拉到頂，別的部門都在底下。”
 
電池部門內部曾討論，將干法電極遇到的部分工程難題留到滾壓和卷繞之后的工序再解決，因為滾壓設備的修改和優(yōu)化空間較小。
 
該人士表示，如果這么做，事情會簡單很多，日本設備公司有成熟的解決方案，但特斯拉需要更換一部分生產設備，涉及更多設備支出和其它的研發(fā)不確定性。這一方案此前沒有得到特斯拉高層許可。
 
近期，特斯拉電池部門開始嘗試之前這個未被通過的方案，改用另一套設備，在滾壓和卷繞之后再解決極卷良率問題，取得了進展。
 
一位接近特斯拉的人士說，之所以最近電池部門信心增加，是因為他們認為現在已經過了研發(fā)最難的階段，接下來主要是工程優(yōu)化問題。
 
特斯拉可以通過一些細節(jié)改進來提升效率，如一位特斯拉人士提到，之前產線上的極片出現壞品時，普通電池公司只會切掉數十厘米長的廢片，但特斯拉會切掉長達數米的極片，這導致特斯拉在生產電池時要承擔更高的壞品損失，也更難精準定位問題。
 
“這主要是因為我們沒有足夠多的工程人員去做測試。”他說，但好在這些任務接下來可以靠基礎技術人員做更多測試去改進，“路線已經比較清楚了，花時間就可以解決。”
 
特斯拉有望自產一部分電池，減少對外部電池供應商的依賴
 
4680電池之前，特斯拉沒有完全自產過電池。特斯拉最初的一批量產圓柱電池是和松下合作生產的，到2020年之后，當時已經一年賣50萬臺車的特斯拉形成了相對穩(wěn)定的電池供應格局：
 
其中，方形電池全部由寧德時代供應，主要用于標準續(xù)航版Model3和ModelY，寧德時代除供應上海工廠，也出口給特斯拉的美國工廠；而圓柱電池則來自松下和LG，用于長續(xù)航版和高端車型。
 
自2023年特斯拉開始自產4680電池后，它改變了自己的電池供應鏈，減少了對外部供應商，也包括中國供應商的依賴。
 
目前已在美國得州工廠量產的“妥協版”4680使用LG和兩家中國公司的濕法正極以及特斯拉自己的干法負極。
 
如果干法電極4680電池量產成功，且良率達到較高水平，特斯拉將可以完全自產4680電池，不再依賴供應商生產核心元件。
 
外部供應商會失去一部分特斯拉增量訂單。在馬斯克2021年的樂觀設想里，特斯拉未來要自產至少30%的汽車電池。
 
當特斯拉開始更多自己造電池后，中國產業(yè)鏈公司的另一個機會是給它提供設備。但據我們了解，在干法正極的涂布、滾壓、卷繞等核心工藝上，特斯拉目前尚未接觸中國設備商，核心供應商來自日本和德國。
 
不過特斯拉的干法正極4680能否保持成本領先仍有變數。
 
這取決于干法正極4680的良率提升速度和擴產速度。若良率太低，會抵消減少烘干等生產環(huán)節(jié)帶來的好處。
 
同時，自特斯拉2020年提出4680方案后，行業(yè)里也有不少其它公司跟進，如LG新能源、億緯鋰能、松下等。寧德時代雖然并不看好4680路線，但也有技術儲備，他們正在研究干法電極。即使晚了一段時間，當其他公司也能量產干法電極4680后，特斯拉又會面臨新一輪制造效率的競爭，而當各公司處在同一代技術時，極致壓縮成本不是特斯拉的長項。
 
寧德時代等其他廠商也在探索下一代電池，即全固態(tài)電池，這也需要干法電極。行業(yè)共識是，固態(tài)電池是汽車電池的最佳形態(tài)。
 
攻克干法正極4680的同時，特斯拉也正在加深與寧德時代等中國公司的合作。寧德時代今年初開始與特斯拉在內華達州合建用于儲能的磷酸鐵鋰電池工廠。特斯拉向寧德時代購買現成的電池產線，寧德時代提供部分技術和采購支持，賺取技術授權費。
 
寧德時代和比亞迪目前的電池成本約為0.33元/Wh，仍是全球最便宜、最有性價比的電池。
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 特斯拉 4680電池
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