身边也有不少朋友买电动汽车,最大的烦恼就是,续航路程短,跑个高速还要到处找充电桩。
但是9月23日,在美国加州特斯拉2020年股东大会(特斯拉电池日)上,“钢铁侠”马斯克宣布了最新一代革命性电池技术,号称可以改变整个电动车行业的命运。
老马同学和曾经的乔帮主不一样,后者喜欢对产品三缄其口,吊足果粉们的胃口,一直坚持到发布会,才施施然拿出来,乔帮主就喜欢看果粉目瞪口呆的傻样儿。
而老马同学的商业吹水能力一流,发布会还没开,舆论和猜测满天飞,自己也不忘加一把火,夸口电池日将非常“疯狂”,是特斯拉历史上最重要的日子。
虽有夸大,你们都懂的,商业吹水嘛,不寒碜。
老马同学一上场,就对特斯拉上海工厂的高效率一通表扬,期待上海工厂产量达到100万辆。
当然重头戏还是外界期待已久的新电池技术。
马斯克在发布会上表示,目前电池生产面临最大的两个问题:
一是电池能量密度有限,二是价格依旧过高。为了突破瓶颈,特斯拉需要在降低成本的同时提高能量密度,这次特斯拉带来了具体的解决方案。
特斯拉正式发布了一款无极耳电芯,通过激光技术将传统电池凸起的极耳结构去掉。
所谓极耳,就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体,换句话说,它是电池正负两极在进行充放电时的接触点,电流必须流经极耳才能与电池外部连接。
但是有了极耳会增加电芯的内阻,让电池充电时热量过高,影响电池寿命,也带来自燃等安全性问题。
这次特斯拉放出的无极耳电极工艺可谓是一个大招,它从三个方面改善了电池的寿命以及性能:
缩小电流移动的距离;
电流移动路径缩短减小内阻;
产热和散热能力得到显著改善。
比我们常见的D型电池,也就是手电筒里常用的1号电池,尺寸为高60.0mm,直径34.0mm,略大一点。
2008 年 2 月,特斯拉的第一代电动车 Roadster,用的是松下生产的 18650 钴酸锂电池,能量密度是240 Wh/kg,电池的成本高达 600-800 美元 /kWh(kWh是电池容量的单位,中文为千瓦时),是汽油价格的 3-4 倍。
整车售价高达 109000 美元,注定只是富人的玩具。
要降低电动车成本,关键在于降低电池成本,因为电池组占到电动车成本的一半左右。
到了Model 3最新的2170电池,能量密度是247 Wh/kg,电池成本约在130美元/kWh。
美国能源部曾提出将电池成本的目标定位为 100 美元 /kWh,一旦达到这个水平,电动车的价格就可以和燃油车达到同一个水平。
而这次发布的新电池在能量上能提升了5倍,续航能力增强16%,电力提升6倍。
简单总结一下,特斯拉采用的无极耳电池的方案,同时解决了高能量电芯的散热和能量密度问题。
如果未来能实现量产,这可能成为一大行业突破:将有效减少外壳和每包电池的数量,从而降低成本。
电池成本高,很大一部分原因是来自钴这种电池原材料。
钴酸锂电池
在大部分电动车中,钴是重要的电池原材料,它可以防止电池过热和延长使用寿命等。
钴矿石
而钴是一种稀有金属,储量有限,全球已探明的钴矿储量大约 700 万吨,按照每年 14 万吨的开采量计算,50 年后钴将被耗尽,而电动车数量的增加还会把这个时间提前。
刚果的钴矿
全球超过一半的钴储量集中在非洲的刚果,当地动荡不安的局势让钴的价格不断攀升, 2018 突破了 66 万元 / 吨,所以电池的成本居高不下。
那么能不能不用钴来制作电池?
当然可以,目前已经被验证的两种电池技术,一种是含少量钴的三元锂电池,另外一种就是不含钴的磷酸铁锂电池,后者的成本更低且寿命更长。
特斯拉的合作伙伴之一,国内的电池巨头宁德时代生产的磷酸铁锂电池,电池组成本甚至可以降到 80 美元 / KWh。
但是磷酸铁锂电池成本降低的代价是电池能量密度的下降,它能量密度只有 160 wh/kg,已经是目前磷酸铁锂电池的极限。
磷酸铁锂电池续航能力比起三元锂电池还有不小差距,并不能完美解决续航和成本的矛盾。
不过“无钴化”确实是电池发展的方向,尽管目前特斯拉的电池还离不开钴。
早在2018年,马斯克就表示,特斯拉下一代电池将不含钴。
而在今天发布会,马斯克吹下的”牛皮“,终于对现了!马斯克说:下一代特斯拉电池将100%使用更便宜的镍。
降价这种事情,相信没人会不喜欢吧?
在发布会上,老马同学也表示了,大约三年后,有信心能制造出一款使用新电池,价格为25000美元(约合16.95万人民币)的电动汽车。
同时产能要达到每年大约2000万辆汽车。我们普通消费者看老马同学的直播那真是心潮澎湃,仿佛未来已来……
但是大家要懂得一点。电动汽车行业,都是吭哧吭哧,一点一点改善电池材料,积小胜为大胜,不存在来一位怪咖科学家,喝着咖啡就能拿出一块吊打全球的电池(除了史塔克老师胸前那种闪瞎眼的核聚变反应堆)。
老马同学这次爆得瓜是有点大,到底是商业吹水,还是一将功成,吊打各大传统车企大佬,我们将拭目以待。
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