特斯拉电池:自研4680还是全固态?业内人士:准固态材料是新方向( 二 )



特斯拉电池:自研4680还是全固态?业内人士:准固态材料是新方向
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图|特斯拉4680电池的外观(来源:特斯拉官方微博)

特斯拉电池:自研4680还是全固态?业内人士:准固态材料是新方向
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图|特斯拉4680电池的内部结构(来源:特斯拉官方微博)
新型4680电池在能量密度、性能、成本、安全等多个维度都实现了不小的跨越 , 与目前正在使用的2170电池相比 , 其能量密度提升了5倍 。 在“电池日”上特斯拉还展示了4680电池的组装信息 , 据介绍 , 新的电池包采用无模组设计 , 大约由960个4680电池组成 , 相比上千个2170电池组成的电池组要少一些 , 而且电池包的能量密度达到了300Wh/kg 。
使用新型电池后 , 特斯拉电动汽车的续航里程将增加54% , 成本将下降56% 。 显然 , 这种4680电池一旦量产 , 将大大助力特斯拉实现降低制造成本的目的 。
简单概括总结一下就是:特斯拉开发的4680新型电池成本更低、能量密度更大、充放电功率效率更高 。
对此 , 有业内人士根据特斯拉Model3的目前售价进行了粗略估算 , 若采用这种4680新型电池后其售价很可能低至16万元左右 。

特斯拉电池:自研4680还是全固态?业内人士:准固态材料是新方向
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图|特斯拉4680电池的“无极耳”技术
早在2020年5月特斯拉便披露了4680电池无极耳技术:其核心设计理念是通过正负极集流体与盖板/壳体直接连接 , 成倍增大电流传导面积、缩短电流传导距离 , 从而大幅降低电池内阻 , 减少发热量延长电池寿命 , 并提高充放电峰值功率;并通过优化电池结构件、简化电池生产工艺流程等 , 提升电池标准化生产能力、降低电池成本 。
对于特斯拉的4680电池技术 , 涂江平告诉DeepTech:“这个是成熟技术 , 他们叫无极耳技术 , 我们叫全集流体技术 , 早在2014年我们就获专利了 , 国内大圆柱电池现在基本都采用这个结构设计和工艺 。 ”
特斯拉快马加鞭 , 加速自研电池落地量产特斯拉作为一家车企 , 起初在电池领域的技术沉淀较少 , 只是通过第三方采购电池或者合资共建的方式保障电池供应 。
从1865电池到2170电池 , 特斯拉一直都在坚持提升电池能量密度、降低电池成本的策略 。 2017年 , 特斯拉引入电池科学家JeffDahn研究团队从技术、工艺等方面重新布局电池领域 。 2020年 , 特斯拉宣布自建新型电池试验线 , 同年5月披露“无极耳”电池专利 , 9月正式发布4680新型电池 。
据悉 , 目前特斯拉正计划在德国的格林海德市建设一个超级工厂 , 由汽车工厂和电池工厂两部分构成 , 分别生产新款ModelY电动汽车和新型电池 。 德国联邦经济和能源部也在上周批准了启动电池工厂建设初步方案 。
目前 , 特斯拉正计划为电池工厂招募员工 。 有媒体消息称:“特斯拉计划在这个电池工厂大批量生产性能更佳的4680新型电池 。 ”
马斯克去年就曾表示 , 已经在美国的得克萨斯州“试点工厂”试制4680电池 。 未来 , 随着格林海德市电池工厂的建成 , 届时或将成为世界上规模最大的汽车电池工厂 。
依托自研自制的4680新型电池 , 特斯拉还能让整车的综合成本进一步降低 , 这很好的契合了特斯拉“低价抢市场”的商业策略 , 以加速特斯拉拓展全球市场 , 尤其是东南亚、南美等欠发达地区市场 。
4680和全固态 , 哪个会是特斯拉未来的押宝对象?特斯拉大费周章的自研电池 , 那这种4680电池会是特斯拉未来的押宝对象吗?短期是 , 但长远看未必 。 结合消费市场、商业策略等综合因素分析 , 特斯拉使用4680电池更像是一种“不得已的选择” , 也可以理解为是一种过渡 。
回顾去年“特斯拉电池日” , 发布会上展示更多的是特斯拉自研电池的创新思路 , 包括外观、结构以及制造工艺等等 。 细看不难发现 , 其实4680新型电池的核心电化学体系并没有革命性的创新 , 也没有超越包括宁德时代、LG化学、松下等专业电池企业的研发范畴 。
在电池技术日新月异的当下 , 国内的一些电动汽车品牌也相继推出了全新电池品类 , 比如固态电池、石墨烯电池等等 , 然而相较于这些 , 特斯拉的4680电池似乎是最接近能够实现量产的 。
至于最近热度颇高的石墨烯电池 , 就目前而言 , 石墨烯在电池领域的应用 , 一是作为负极材料 , 二是作为导电添加剂 。 事实上 , 用石墨烯做负极材料会导致成本极高 , 且目前技术尚不成熟 。 但如果是被用作导电添加剂 , 严格来说 , 这种电池应该被称为“石墨烯基电池”或“掺杂石墨烯的硅基负极锂电池” , 显然这和传统意义上的“石墨烯电池”是两个不同概念 。