特斯拉:2022年100GWh、多角度降成本

2021-01-07      1021 次浏览

海通电新认为动力锂电池领域有三大创新,1)电化学体系的创新;2)电池形状、模组Pack结构的创新;3)生产制造工艺的创新。涉及到电化学配方、怎么制造、什么形状、如何组装。


三大创新里难度最大、壁垒最高的是电化学体系的创新,钴酸锂-磷酸铁锂-三元即为该领域的创新,未来的无钴、固态等亦为如此,这种创新是以3-5年为时间维度,要较多的电化学工程师以及较高的研发投入,壁垒较高。除此之外,圆柱、方形、软包、刀片皆为电池形状的创新,包括18650、21700、刀片、590模组、VDA方形等,这种创新遵循着”大电芯“的设计思路在推进。生产制造工艺的创新包括”无极耳“、”干法电极“、”预锂化“等等。


特斯拉电池整体情况:


1、未来公司将以Twh(1000Gwh)来衡量公司的发展,公司希望电池的年产量达到10-20Twh,全球所有电池需求150Twh。


2、车的成本要下降,电池成本要下降,生产步骤要减少,之前一个生产150Gwh的厂可以生产1Twh。公司希望电池成本下降50%,通过材料、工艺等。公司目标未来三年推出售价在2.5万美元的汽车。


3、公司目标2022年100Gwh的电池,包括储能等。2030年目标3000Gwh。会在柏林生产电池。


未来公司要10Twh的电池,小型车/Robotaxi要1500Gwh,紧凑型、中档车要3500Gwh,豪华车、SUV要900Gwh,皮卡要1100Gwh,卡车3000Gwh。


关于特斯拉动力锂电池的创新要点,我们归纳如下:


一、电化学体系的创新


1、负极-硅。成本下降5%。硅储能效果好,储量大,但膨胀导致电池不愿意用。用非常高弹性的材料抑制它的膨胀,通过原材料重新设计,提升续航里程20%。1kwh1美元的材料成本。


2、正极-高镍。成本下降12%。正极像书架,最大差别是书架多大,书架上有多少书,要稳定的结构,不希望是凝胶状,离子不断的流动要结构很稳定。从金属角度讲,镍能量密度最高、成本最低,所以要用越来越多的镍;钴是让电池结构很稳定的元素,非常高的镍实现15%成本下降。公司希望获得更多的镍矿藏。三分之二的镍+三分之一的锰这种材料更好。


关于储能、整车要长循环的可以用铁锂离子电池(LFPbatteriesforstandardrange),关于汽车和能量墙可以用镍锰电池,关于质量敏感的皮卡和卡车可以用高镍电池。


公司会在美国建自己的正极厂。


二、电池形状、模组结构等的创新


1、无极耳电池。18650升级到了21700电池,提升了50%的体积,前两个数字是直径,中间两个数字是高度,最后一个零可以去掉;大电芯是趋势,因为成本可以下降,但随着大电芯越来越大,产热会是问题,通过激光技术把极耳去掉,电子流通距离更短,能量密度更高,不存在过热的现象。公司做了很多的专利,有时候最简单的事情反而最难。


2、大电芯。包括无极耳、干电极等合计成本下降14%。假如没有极耳,生产效率会很高,而且电池可以做到比较大,这款新电池的直径是46mm,高度是80mm,单电芯容量是之前的5倍。仅仅是外形因素的改变,就能将每千瓦时的成本降低14%。


3、Pack。7%的成本下降。将把电池直接内置在汽车结构中,将减轻车辆的整体重量。这将减少所需零件的总数(减少370个零部件)并加快生产速度。而且最重要的是,这还将使每千瓦时的成本降低7%。


三、生产制造工艺的创新


1、干电极工艺。从电极设计开始做创新,粉状的正负极做湿法的处理,溶剂可以循环。然后公司通过干电极技术将其压实,粉状材料压成膜。可以实现10倍的工序简化,要高精尖的工艺。实现最好的产出率。


2、产线。成本下降18%。持续性的加工和组装。1条线可以到20Gwh,单线产出提升7倍。


3、定型(猜测是化成分容)。通过电子工序减少75%的复杂工序,减少80%的成本。


Musk-财报、经营更新


1、公司是目前唯一一家外资独资的我国汽车厂,后续会达到100万辆的产量产量目标。ModelY现在量产,后面会扩产。实现模板的生产是简单的,量产是困难的。对特斯拉来说,从采购到车辆交付周期越来越短,在全球每个大洲都设置厂,至少一家,这会让公司的流动性得到保障,交付周期得到缩短。


2、太阳能成本有所下降,是美国光伏屋顶行业最物美价廉的产品。


3、2020年外部环境很艰难,但公司做了很多大的创新,销量上已经有了30%多的上升。今天所宣布的电池技术是对所有车的增值点。


4、特斯拉的核心竞争力在于制造技术、工艺工程以及软件能力。量产一款车比设计一款车难度新增10倍或是100倍。特斯拉很重视车辆软件设计,可以把特斯拉的车当做一辆有四个轮子的笔记本电脑。


海通电新:特斯拉“电池日”核心要点


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