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(chǎn)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(xié)版，未能實現(xiàn)目標——重新發(fā)明電池制造流程，使用干法電極替代傳統(tǒng)的濕法電極，從而省掉將電極弄濕再烘干的過程，加快生產(chǎn)速度、降低成本。目前特斯拉生產(chǎn)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(tǒng)濕法正極。
 
現(xiàn)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(shè)計近期已經(jīng)定型，這是大規(guī)模量產(chǎn)的前一步，特斯拉電池部門接下來會全力提升生產(chǎn)良率和效率，擴大產(chǎn)能。
 
據(jù)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(shù)判斷失誤遲遲無法量產(chǎn)。今年4月該項目負責人巴格里諾（DrewBaglino）離職后，特斯拉調(diào)整技術(shù)路線，干法正極量產(chǎn)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(guān)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(shù)能讓電池成本降低50%，帶來更便宜的新車。
 
大幅降本的關(guān)鍵正是干法電極工藝�，F(xiàn)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(chǎn)需經(jīng)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(chǎn)能的資本投入，提升電池性能和生產(chǎn)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(xié)版4680電池的封裝工藝和材料配比，這些電池會優(yōu)先供應(yīng)Cybertruck。目前特斯拉自產(chǎn)的4680電池，每周產(chǎn)能只夠裝1000輛Cybertruck。
 
知情人士稱，這些特斯拉正在美國生產(chǎn)的4680電池的材料供應(yīng)商里，幾乎已沒有中國公司，其部分生產(chǎn)設(shè)備也已切換為日本、歐美公司，仍在使用中國設(shè)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(yīng)完整的濕法正極4680電池，這些電池則將搭載到在美國生產(chǎn)的ModelY上。
 
4680電池是特斯拉提升下一代產(chǎn)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(shè)計零件數(shù)量更少、更容易制造的下一代車，用干法電極技術(shù)壓縮電池制造成本，用“unboxed”技術(shù)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(shù)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(xiàn)，特斯拉會像3年前那樣保持領(lǐng)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(chǎn)的墨西哥下一代超級工廠至今仍未動工建設(shè)。
 
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(chǎn)的4680電池成本不能比LG新能源和松下等供應(yīng)商更低，特斯拉會考慮放棄自產(chǎn)4680電池；這并不是一個低標準目標，如果特斯拉真能實現(xiàn)自產(chǎn)成本低于LG，這就是在美國本土生產(chǎn)的最便宜的電池。
 
干法正極近期的進展給了電池部門實現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)線上復(fù)現(xiàn)。
目前動力電池生產(chǎn)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(chǎn)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(shè)備，這是我們沒預(yù)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(diào)校好的干法正極滾壓設(shè)備，這種設(shè)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(nèi)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(shè)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(shè)備公司有成熟的解決方案，但特斯拉需要更換一部分生產(chǎn)設(shè)備，涉及更多設(shè)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(shè)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(xiàn)在已經(jīng)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(chǎn)線上的極片出現(xiàn)壞品時，普通電池公司只會切掉數(shù)十厘米長的廢片，但特斯拉會切掉長達數(shù)米的極片，這導(dǎo)致特斯拉在生產(chǎn)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(wù)接下來可以靠基礎(chǔ)技術(shù)人員做更多測試去改進，“路線已經(jīng)比較清楚了，花時間就可以解決。”
 
特斯拉有望自產(chǎn)一部分電池，減少對外部電池供應(yīng)商的依賴
 
4680電池之前，特斯拉沒有完全自產(chǎn)過電池。特斯拉最初的一批量產(chǎn)圓柱電池是和松下合作生產(chǎn)的，到2020年之后，當時已經(jīng)一年賣50萬臺車的特斯拉形成了相對穩(wěn)定的電池供應(yīng)格局：
 
其中，方形電池全部由寧德時代供應(yīng)，主要用于標準續(xù)航版Model3和ModelY，寧德時代除供應(yīng)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(chǎn)4680電池后，它改變了自己的電池供應(yīng)鏈，減少了對外部供應(yīng)商，也包括中國供應(yīng)商的依賴。
 
目前已在美國得州工廠量產(chǎn)的“妥協(xié)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(chǎn)成功，且良率達到較高水平，特斯拉將可以完全自產(chǎn)4680電池，不再依賴供應(yīng)商生產(chǎn)核心元件。
 
外部供應(yīng)商會失去一部分特斯拉增量訂單。在馬斯克2021年的樂觀設(shè)想里，特斯拉未來要自產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈公司的另一個機會是給它提供設(shè)備。但據(jù)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(shè)備商，核心供應(yīng)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(lǐng)先仍有變數(shù)。
 
這取決于干法正極4680的良率提升速度和擴產(chǎn)速度。若良率太低，會抵消減少烘干等生產(chǎn)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(shù)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(chǎn)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(shù)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(nèi)華達州合建用于儲能的磷酸鐵鋰電池工廠。特斯拉向?qū)幍聲r代購買現(xiàn)成的電池產(chǎn)線，寧德時代提供部分技術(shù)和采購支持，賺取技術(shù)授權(quán)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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