近日有关TSLA动力锂电池的消息不断传播,TSLA以及电芯供应商对此都没有正面回应,因此,外界也在不断挖掘TSLA动力锂电池的秘密。
外媒Evannex认为,2019年,TSLA采用的圆柱形电芯制造成本已经低于棱柱形、软包电芯,但是TSLA仍然希望部分车型使用棱柱形电芯。假如使用棱柱形电芯,TSLA动力锂电池在制造过程中将减少一个步骤,未来还有可能降低制造成本。
一、圆柱形电池成本5年来大幅降低每千瓦时成本比棱柱形还低300多人民币
今年二月十日,据外媒CNBC报道,专门研究动力锂电池的咨询公司CairnEnergy的调查报告显示,圆柱形电芯的生产成本已经大幅下降,这改变了人们的刻版印象。
CairnEnergy表示,2019年,圆柱形电芯的成本降至158.27美元/kWh(约合1108元人民币/kWh),和4年前(2015年)相比,圆形电芯的每千瓦时的成本降低了100多美元(约合700多元人民币)。而人们印象中价格原本低廉的棱柱形电芯和软包电芯,2019年的生产成本都超过200美元/kWh(约合1400元人民币/kWh)。
CairnEnergy董事总经理SamJaffe表示:"由于TSLA在设计动力锂电池电池组花费了更长的时间,因此技术和成本上有比较明显的优势。"
目前动力锂电池行业中,大多数车企和电池厂商都使用圆形电芯、棱柱形电芯和软包电芯三种方法。此前,由于圆柱形电芯生产成本较高,TSLA也成为业界唯一使用圆柱形电芯做动力锂电池模组的车企。
如今圆柱形电池制造成本下降,也让更多其他厂商动力锂电池成本优势基本完全丧失。
而早在2008年,TSLA就决定在Roadster车型中使用圆柱形电芯,当时人们对此不屑一顾,除了质疑圆柱形电芯的能量密度太小,成本太高,还质疑电动汽车本身的价值。不过,人们的刻板印象目前已经被打破。
二、TSLA将转用成本更高的棱柱形电池?
TSLA和供应厂商将圆柱形电芯的成本不断降低,可以说已经刷新了人们的传统观念。不过,TSLA仍然没有满足,想让电芯成本降到更低,要不然就自己生产电芯。
今年二月三日,当TSLA和电池供应商CATL达成供应协议之后,有关TSLA为国产Model3"换电池"的消息就一直不断。此外,TSLA自建电芯试生产线的消息也基本可以确定。
据研究机构BenchmarkMineralIntelligence报道,TSLA将为我国生产的Model3车型配备棱柱形电芯,这一消息十分反常。难道TSLA专门使用成本更高的动力锂电池吗?外媒InsideEVs做了一个形象的比喻:这有点像苹果公司宣布他们将基于Windows开发全新的操作系统。
▲研究机构BenchmarkMineralIntelligence的报道
另据外媒CleanTechnica报道,由于TSLA可能使用棱柱形电芯,因此供应商供应的电芯产品可以直接组合成电池包。而此前生产动力锂电池要先用电芯组成模组,再组成电池包。
也就是说,假如使用棱柱形电池,TSLA的动力锂电池生产步骤将减少一步。
此外,诸多电芯供应商以及TSLA都已经开始研发将电芯直接组装成电池包的技术。不过,外媒CleanTechnica也表示,这条消息要后续再次确认核实。
▲外媒CleanTechnica将CATL电池直接"放"在TSLAModel3电池包中
因此,电池包组装过程减少一个程序可能是TSLA做出这项重大转变的原因。
据外媒路透社报道,电池供应商CATL将为TSLAModel3供应无钴电芯。研究机构BenchmarkMineralIntelligence表示,TSLA此举将降低动力锂电池的生产成本。例如,标准续航的TSLAModel3能够获得我国政府补贴;在美国,使用NCA三元锂电池将降低25%的Model3动力锂电池成本。
三、圆柱形、棱柱形、软包、纽扣电芯各有优劣成本低寿命长才是关键
TSLA最初选择圆柱形电芯,目前计划部分转变为棱柱形电芯,实际上关键因素都在于成本、寿命两个方面。目前电池工业常见的四种电芯产品实际上都可以应用于电动汽车,只是各有优劣,厂商也会从成本、寿命两个方面加以考虑。
目前,常见的电芯从外观上看可分为四种,分别是圆形电芯、纽扣电芯、棱柱形电芯、软包电芯。其中,圆形电芯、棱柱形电芯和软包电芯都可以很好应用于电动汽车当中。
1、圆柱形电芯:稳定性高,通常成本较高
从电池进入量产时代,人们就将电芯制造成圆柱形。圆柱形电芯易于制造、结构稳定,即使是内部压力较大,电芯整体也不容易出现形变。因此,圆柱形电芯也成为动力锂电池模组的组成部分。
▲圆柱形电芯结构
2、棱柱形电芯:老化会形变,通常成本较低
棱柱形电芯可以直接做成边角规整的形状,常用于人们生活中的电子设备。不过,由于电芯内部材料不断缠绕,一旦电芯出现老化,内部材料发生形变,电芯整体也容易出现膨胀的现象。此外,棱柱形电芯虽然空间利用率高,但是散热效率低,寿命也不如圆柱形电芯,因此只有部分动力锂电池采用棱柱形电芯制成电池包。
▲棱柱形电芯结构
3、软包电芯:质量较轻,老化会膨胀
软包电芯常常见于老式手机等移动设备。软包电芯结构简单、质量轻便,且有一定柔性,但是在高温高湿环境下,其寿命会大幅缩短。而且,软包电芯在达到一定循环次数后会发生8%-10%的膨胀。综合来看,软包电芯的缺陷更多。
▲软包电芯结构
4、纽扣电芯:快充膨胀,慢充过慢
纽扣电芯的形状类似一个硬币,使用非常方便,质量也很轻便。但是,在给纽扣电芯充电时,假如使用快充,纽扣电芯就会快速膨胀,假如使用正常的充电速度,时间通常要10小时以上。所以,纽扣电芯也不适用于动力锂电池。
汽车作为工业产品,要在许多极端环境下稳定运行。目前,大量燃油汽车都可以在高温、高湿、低温、高原等极端环境运行,电动汽车同样要具备这些条件。因此,目前动力锂电池行业中,大多数车企和电池厂商都使用圆形电芯、棱柱形电芯和软包电芯三种方法。
结语:TSLA电池的争论关乎用户体验
TSLA究竟换不换电池,假如用户体验不减,使用寿命不减,对普通消费者没有任何影响。而最近,TSLA在自动驾驶芯片"减配"事件中则非常被动,本来宣称将使用性能更强的HW3.0芯片,但是有部分车主仅安装了上一代HW2.5芯片。虽然TSLA及时回应并承诺更换,但是车主仍对TSLA这一"减配"行为十分不满。
是否更换动力锂电池也是如此。假如TSLA更换了寿命、容量都更差的动力锂电池,肯定也会造成用户体验的下降,甚至用户的不满。因此,有关TSLA电池的争论实际上是用户体验之争。