特斯拉:期待已久的地狱就是其首创的4680电池
特斯拉:期待已久的地狱就是其首创的4680电池
埃隆-马斯克(Elon Musk)说,原型很容易,生产则是地狱。说到期待已久的 ,特斯拉的地狱就是其首创的 4680 电池。
特斯拉上个月交付了第一辆未来主义的不锈钢镀层电动皮卡,首席执行官马斯克在 10 月份表示,特斯拉可能会在 2025 年的某个时候达到年产 25 万辆汽车的速度。
九位熟悉内情的人士表示,特斯拉距离这样的生产速度还有很长的路要走,其中一个主要瓶颈是采用新型干涂层技术生产 所用的 4680 块电池的速度。
根据公开数据和消息人士提供的未公开数据综合计算得出的结果显示,特斯拉德克萨斯州的 Giga 工厂目前生产 4680 个电池芯的速度仅够每年为约 24,000 辆 提供动力,约为所需产量的十分之一。
特斯拉在 2020 年曾预测,它将把电池成本降低一半以上,大幅削减投资,并建立更小、更环保的工厂,而能够通过干涂层电极(而不是使用速度更慢、成本更高的湿涂层)来大幅提高电池产量,正是这一预测背后的关键因素。
这九位不愿透露姓名的人士在接受采访时说,特斯拉尚未在工业规模上实现干涂层,而干涂层是生产 4680 电池所必需的,其速度足以实现其生产目标。
这些人说,4680 电池中阳极的干涂层没有问题,但特斯拉在阴极--电池中最昂贵的部件--的干涂层技术上却举步维艰。
电池技术顾问高远(音译)表示,干涂层阳极和阴极在实验室中已经得到了验证,在小型储能设备(如超级电容器)甚至一些小型电池中也得到了验证。
但迄今为止,还没有人以足够高的速度大规模制造大型电动汽车电池。特斯拉是第一个尝试将其商业化的公司。
"挑战在于,特斯拉不仅要扩大规模、加快进程,还必须开发自己的设备和工具"。他说:"这至少可以说是一项艰巨的任务"。
特斯拉没有回答报道提出的详细问题。
破解密码
根据三位消息人士的说法, 中的 4680 块电池估计包括 1360 块单体电池。
这意味着特斯拉每年需要生产 3.4 亿个电池,也就是每天生产近一百万个电池,才能供应 25 万辆电动皮卡,而福特的 F-150 、 的 R1T 和通用汽车的电动悍马等竞争对手都将进入这一热门市场。
根据特斯拉提供的数据计算得出的结果显示,目前,特斯拉奥斯汀工厂生产 1,000 万个 4680 电池需要大约 16 周的时间。
这相当于每年生产 3250 万个电池,仅够 24000 辆皮卡使用,而这还只是 的产量。
特斯拉还希望使用 4680 电池为其他车辆提供动力,尤其是该公司正在努力争取在 2020 年代中期推出的价值 2.5 万美元的小型汽车。
特斯拉在加利福尼亚州弗里蒙特拥有一些有限的 4680 电池生产能力,但其工厂主要用于试生产。松下是特斯拉的长期电池供应商之一,计划在美国建造至少两座工厂,但第一座工厂刚刚破土动工。
熟悉内情的九人中有两人认为,特斯拉扩大4680生产规模的进展可能会加快,尤其是在一条生产线上的生产技术达到稳定后。
他们说,特斯拉一直专注于建立强大的技术诀窍,以便在第一轮生产中不出现缺陷。这是一个耗时的过程,但是,"一旦你破解了密码并建立了稳定性,它就像指数一样",其中一位说。
"速度会加快。干涂层已经有了很多牵引力,"该人士说。
特斯拉的电池主管德鲁-巴格利诺(Drew )在 10 月份表示,该公司目前正在奥斯汀的两条生产线上生产 4680 个电池,并计划分两个阶段在那里安装总共八条生产线,最后四条生产线将于 2024 年底投入运行。
不过,这两个人中的一个说,将已有的技术从一条生产线复制到另一条生产线并非易事。
该消息人士称,盈利生产线上生产的电池只有约5%会被废弃,但随着每条新生产线的投产,废品率可能会飙升至30%-50%,并在此徘徊数月。
其中一位消息人士称,特斯拉的阴极干涂层方法并未证明比旧的湿法工艺更快,尽管废品率已降至 10%-20%。
巴格里诺没有回应置评请求。
一团糟
消息人士称,特斯拉一直在努力将包括锂、锰和镍在内的阴极材料与粘合剂混合,并将它们粘在金属箔上以产生阴极--而不使用水分。
其中两个人说,这个过程在少量情况下有效,但当特斯拉试图扩大规模时,会产生大量热量,从而融化粘合剂,其中一个消息来源认为粘合剂是聚四氟乙烯,也就是通常所说的特氟龙。
另一位消息人士说:"如果你融化了胶水,很快所有东西都会变成一大块黏糊糊的烂泥"。
消息人士说,对特斯拉来说,用于涂覆金属箔以生产电池电极的机器也存在同样的问题--这些设备类似于带有大型滚筒的大型杂志和报纸印刷机。
为了加快电池生产,特斯拉正试图在多条磁箔上同时高速涂覆活性电池材料。
这就需要使用又大又宽的辊子,并施加巨大的力量将材料压到磁带上。但消息人士说,由于辊子又大又宽,要均匀施压是一项挑战。
消息人士说,当压力施加不均匀时,特斯拉就会得到表面和厚度不均匀的电极,这些电极对电池单元毫无用处,需要报废。
也许更麻烦的是,特斯拉的巴格利诺在今年 3 月的一次电池会议上说,特斯拉仍在建立一个全新的质量验证系统,以便剔除涂层有缺陷的电池。
其中一位知情人士说,具体来说,这就是围绕特斯拉的电池开发、制造和现场使用建立数据基础设施,因为在某些情况下,缺陷隐藏在涂层中,几个月后才会显现出来。
消息人士说,换句话说,特斯拉还不太清楚哪些干电池是好的,哪些需要报废。
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