机器之心编辑部报道

特斯拉一次把电池容量翻了5倍,新车2秒破百,续航超800公里,公司股价却跌了

在今日凌晨举行的特斯拉电池日活动上,特斯拉在核心电池领域放出大招,发布了全新的 4680 电池,将续航里程提升了 16%,成本降低了 14%。

同时,特斯拉还宣布推出新一代 Model S,功率超过 1100 马力,零百加速不到两秒,续航里程超 800 公里,最高时速 320 公里,售价不到百万,预计 2021 年底交付,就问你买不买?


北京时间 9 月 23 日凌晨 4 点半,数百辆汽车停在特斯拉的加州弗利蒙特工厂,等着看一场「露天发布会」。


这是特斯拉股东大会暨电池日活动的现场。为了保持正常的社交距离,参与者均坐在车内参加,用鸣笛代替鼓掌。

马斯克曾表示,这个电池日是「特斯拉历史上最让人兴奋的日子之一」。

在这个特别的日子里,特斯拉发布了无极耳、硅负极、无钴技术加持的最新 4680 电池,还公布了售价 13.999 万美元、续航里程超 800 公里的特斯拉 Model S Plaid。

续航里程提高 16%,成本下降 14%,特斯拉新电池多管齐下「降本增效」

在这次电池日活动上,特斯拉证实,该公司正在弗利蒙特的一个工厂生产自己的电池。马斯克表示,特斯拉还计划在德国格伦海德市(Grünheide)的工厂生产电池,该工厂目前正在建设中。

从外观上来看,新电池长 80 毫米,直径 48mm,比特拉斯之前从松下等供应商那里采购的电池都要大。

在性能方面,新电池的能量密度是原来的 5 倍,续航里程提高 16%,动力输出提高到原来的 6 倍,每千瓦时的成本下降 14%。

新电池采用了多种新技术来降低成本,提高续航里程,包括无极耳设计、硅负极、无钴正极等。


无极耳设计

在设计方面,无极耳设计是新电池的一大亮点。

极耳是锂离子聚合物电池的一种原材料,是从电芯中将正负极引出来的金属导电体。我们生活中用到的手机电池、蓝牙电池、笔记本电池等都需要用到极耳。

在今年 5 月份披露的无极耳电池新专利申请中,特斯拉解释了当前有极耳电池的局限性:「当前的电池使用果冻卷式设计(即将多层材料平面层压成薄片之后再卷起来,然后塞进一个圆柱形的微型容器里),将阴极、阳极和隔板卷在一起,通过阴极耳和阳极耳连接到电池容器的正极和负极端子。电流必须流经这些极耳才能到达电池单元外部的连接器。但是,当电流必须一直沿着阴极或阳极流到极耳并流出电池单元时,电阻也会随着距离的增加而相应提高。此外,由于极耳是额外的零件,因此增加了成本并带来了制造难度。」

相比之下,采用无极耳设计的电池可以简化制造过程,同时降低电阻。其核心设计理念是通过正负极集流体与盖板 / 壳体直接连接,成倍增大电流传导面积、缩短电流传导距离,大幅降低电池内阻,减少发热量,延长电池寿命。


硅负极

硅是自然界最丰富的元素之一,储能性能也更好,理论比容量是石墨负极的十倍还多。因此,最近几年,不少电池生产企业开始聚焦于硅负极技术的开发。

但硅也有缺点,就是易膨胀,会与隔膜反应形成凝胶状。为了克服这一缺点,特斯拉采用新的材料抑制硅膨胀。由于硅的成本很低,这一环节可以将成本降低 5%。

无钴正极

在现有的锂离子动力电池中,正极材料的成本占比很大,其中钴占有一定比重。钴金属很贵,全球 66% 钴产量都出自政局不稳定的刚果(金),而且钴元素并不参与电化学反应。所以,在高镍的同时降低钴含量,是提升电池能量密度和降低成本的好方法。目前,松下、LG、宁德时代等国际主流动力电池企业都在将低钴及无钴化电池作为下一代动力电池研发方向。

在这次的电池日上,马斯克表示,在 Cybertruck/Semi 车型中,特斯拉将使用 100% 镍支撑,而其他车型将使用镍与其他化学物质的结合。

卡内基梅隆大学土木与环境工程系副教授 Costa Samaras 表示,「如果特斯拉能够生产出少钴或无钴的低价电池,电动汽车的规模扩展能力将得到进一步提升。」

除了材料方面,特斯拉还将采取一系列措施降低电池成本,包括:在美国建立正极材料工厂,减低 80% 的运输成本;布局电池回收降低 12% 的成本。

此外,特斯拉还将推动整车一体化设计,实现电池与车身更好的结合,减重 10%,降低成本的同时提高续航里程。我们知道,目前的电动车因为需要安排电池,所以重量较油车要大。这不仅影响了能耗效率,也对行驶性能有不小的影响,这种电池嵌入车身的设计,不知是否能够引领潮流?

特斯拉动力系统和能源工程副总裁 Drew Baglino 表示,如果电池、工艺、设计的创新都成为现实,特斯拉汽车的续航里程最终可以提升 54%,成本将下降 56%,超级工厂的投资将下降 69%

特斯拉表示,他们的目标是在一年内生产出 10 千兆瓦(GWh)时的新电池。但马斯克指出,无论特斯拉在弗利蒙特的工厂生产何种电池,它们都将是从供应商处采购的 100 千兆瓦时电池的一种补充。

该公司还表示,他们已经获得内华达州一个锂粘土矿的开采权。

马斯克称,约三年后,特斯拉有信心制造售价 2.5 万美元的全自动驾驶汽车

不过,马斯克提醒说,电池日上宣布的这些改进在 2021 年之前都不会实现大规模生产。而且,万众瞩目的百万英里直到电池日结束也未见踪影。

由于此前期待过高,发布会之后,特斯拉股价下跌 7.6%,市值缩水 300 亿美金,约合 2033 亿人民币。截至 22 日美股收盘,特斯拉跌幅 5.60%。


续航里程超 800 公里,零百加速不到 2 秒,新款 Model S Plaid 接受预订

除了新型电池外,特斯拉还宣布推出 Model S Plaid,在旗舰车型 Model S 基础上实现了新的最高性能。去年,当特斯拉在世界各地的道路上开始测试早期原型车时,Model S Plaid 首次进入大众的视线。

我们首先看下特斯拉在发布会上放出的 Model S Plaid 测评视频:

就具体参数而言,这款三电机全轮驱动新车的续航里程将超过 520 英里(约 836 公里),最高车速达到每小时 200 英里(约 321 公里),马力达到 1100 以上,听起来像是布加迪威龙的数据。值得一提的是,特斯拉用的 EPA 续航标准,被认为是「史上最严格标准」,其测试结果更加接近实际工况,如果 836 公里的 EPA 换算成国内常用的 NEDC,估计得上千公里了。

此外,特斯拉表示,新款 Model S Plaid 在任何量产车型中表现出最快的零百加速和四分之一英里加速,其中零百加速时间少于 2 秒,四分之一英里加速少于 9 秒。


目前,Model S Plaid 可以选择五种车身颜色,分别是珍珠白、纯黑、金属银、深蓝和红色。轮胎型号则有 19 寸 Tempest 轮胎和 21 寸 Sonic Carbon 双涡轮轮胎可选。

目前,特斯拉已经开始接受 Model S Plaid 的预订,新车预计将于 2021 年晚些时候交付。售价 13.999 万美元起。

在发布会结尾,马斯克表示,特斯拉走向成功的道路非常清晰,但目前还有大量的工作需要去做。此外,特斯拉究竟能否生产出平民价格的电动汽车,我们也拭目以待!

参考链接:
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1678583560983166269&wfr=spider&for=pc
https://auto.163.com/20/0923/08/FN6QGLKG0008991U.html
https://auto.sina.com.cn/jishu/2020-05-10/detail-iirczymk0819025.shtml
https://electrek.co/2020/09/22/tesla-model-s-plaid-unveil-range-speed/
产业电池特斯拉
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