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特斯拉电池日前瞻:超长寿命电池将消灭燃油车?

作者:中国储能网新闻中心 来源:新京报 发布时间:2020-09-23 浏览:
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北京时间9月23日凌晨,特斯拉将在股东大会结束后举行“电池日”活动。根据早前特斯拉公布的海报来看,这一次投资者活动的主题或将是基于硅纳米线的全新电池。

硅纳米线是一种新型的半导体纳米电池材料,近期已经将公司搬至特斯拉弗里蒙特工厂附近的新型锂电池材料开发商Amprius,在硅纳米线材料的研究上颇有建树,其研发的硅纳米线电池能量密度更高,电池重量和体积更轻小。

“许多令人兴奋的东西将在电池日上发布。”距离“电池日”活动正式开始前,特斯拉CEO埃隆·马斯克在社交媒体上一直预热,“这一天将非常疯狂。”

特斯拉原定于今年4月举行“电池日”以便向投资者介绍公司最新的电池技术成果,但受新冠疫情影响,“电池日”的举行日期被多次延期,最终推迟至9月才得以举行。

外界对此次特斯拉的投资者活动抱有极高的期待,特别是在传统车企纷纷向电动化领域转型,特斯拉需要展示其在电池领域的技术实力,以吸引投资者继续押注特斯拉。今年年初,大众汽车公司专门负责电动车业务的董事会成员Thomas Ulbrich就曾表示,特斯拉在制造电动车和软件方面的起步比竞争对手早10年。

新电池:“百万英里电池”登场?

在“电池日”举行前几天,外国媒体曝光了特斯拉自主研发电池项目Roadrunner的产品,该产品为一款圆柱形大电池,直径是目前特斯拉正在使用的2170圆柱电池直径的两倍之多。

目前2170型圆柱形电池的规格为直径21毫米、长度70毫米,这意味着大电池的电芯体积是现有电芯的四倍。若该款电池能充分利用,特斯拉的车型将大幅提高电容,减少电芯和组装套的个数,降低成本。

另外,据路透社早前报道,特斯拉将在“电池日”上推出“百万英里”电池,而且该型电池或是与宁德时代联合开发。所谓“百万英里”电池,是指在电池使用100万英里(约合160万公里)后,仍然持有70%以上的容量。

这一类电池的研发,宁德时代已有布局。根据该公司早前披露的信息称,该款电池采用自修复长寿命技术,可运行16年或行驶里程200万公里,成本相比当前电池增加不超过10%,而且已经具备量产能力。

马斯克亦在社交媒体上表示,“特斯拉有望在3到4年内批量生产寿命更长、能量密度提高50%的电池。400Wh/kg具有高循环寿命,批量生产(不只是实验室生产)并不遥远。可能需要3到4年。”目前特斯拉Model3使用的2170电池的能量密度约为260Wh/kg,400Wh/kg意味着比目前的能量密度提高50%。

新材料:无钴电池登场?

马斯克一直希望降低动力电池的成本,原因在于动力电池占电动车成本接近四成,要推动电动车普及首先需要将其成本进一步降低。因此,今年年初就有消息指特斯拉将采用宁德时代提供的“无钴”电池,即磷酸铁锂电池。

但特斯拉上海超级工厂也曾在官方账号上表示“无钴,不代表一定是磷酸铁锂”。

对于“无钴”电池的理解,外界认为这是指剔除镍钴锰三元锂电池中的钴成分。在动力电池中,钴的费用成本极高,动力电池厂商纷纷研发降低钴比例的动力电池,从近年的523到622再到811,钴的比例一降再降。

不过,磷酸铁锂电池也是另一种“无钴”电池,而且其成本更低,但续航能力不如三元锂电池。在马斯克看来,磷酸铁锂电池能够作为三元电池产能不足情况下的有效补充。“磷酸铁锂电池的成本优势部分被Pack后质量的增加所抵消,因此磷酸铁锂电池pack后成本与三元锂电池pack后成本接近。”

此外,在第二季度财报电话会议上,马斯克表示“如果您以环保的方式高效地开采镍,特斯拉将在很长一段时间内为您提供一份巨额合同。”

镍可以提高动力电池的能量密度,因此高镍正极材料(NCM811 和 NCA)被认为是未来动力电池的发展趋势,特斯拉和国内主流电池厂都在推动高镍电池材料的发展和应用。从2018年开始,高镍渗透率不断提升,高工锂电预计2020年国内高镍NCM811及NCA市场应用占比有望达到26.29%,对应正极材料需求量约7万吨,2025年占比有望超过60%,对应正极材料需求量近40万吨。

据外媒消息称,特斯拉正在与加拿大矿业公司Giga Metals Corporation谈判,拟购买低碳镍金属。一旦消息属实,镍的需求量或将出现大幅增长,财通证券在研报中预计,镍在动力电池需求量将从目前的 4 万吨增长到2030年的80万吨,年均复合增长率达到35%。

One more thing:电池回收或成一大亮点

除了发布新款电池外,特斯拉近日还上线了电池回收计划。其官网介绍,特斯拉的锂离子电池使用的材料可以回收再用,“电池材料经提炼制成电池,在使用寿命到期时仍保留在电池芯内,届时可提取有价值的材料供再使用。”

此前马斯克曾表示,特斯拉的动力电池的寿命约为30万-50万公里,如需要更换,电池价格根据车型不同有所不同,价格在3000美元-7000美元之间。

无独有偶的是,特斯拉前首席技术官JB Straubel创立的公司Redwood Materials就是专注电池回收技术,而且该公司的地址就在特斯拉工厂的附近。JB Straubel近日在接受媒体采访时就表示,Redwood Materials是“反向超级工厂”,该公司的目标是通过回收电池,然后再次提供如镍,钴和锂等电池材料,从而降低动力电池的价格。

他表示,未来几年内被淘汰的动力电池可以从电动车处剥离,并回收以用作其核心材料,重建新的动力电池——在这一个闭环中,几乎不会浪费任何材料。

不过,有意思的是,Redwood Materials近期得到了亚马逊“气候承诺基金”的注资,而马斯克和贝佐斯正是死对头。今年6月,亚马逊宣布设立规模为20亿美元的“气候承诺基金”,支持可持续技术和服务的发展,目标是使亚马逊和其他公司能够在2040年实现“净零”碳排放。除了贝佐斯,Redwood Materials也得到微软创始人比尔·盖茨的支持。

新京报贝壳财经记者 陆一夫 编辑 王进雨 校对 付春愔

关键字:动力电池

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