借著電動(dòng)汽車的行業(yè)大潮，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)迅速崛起，全球已形成中、日、韓三國(guó)企業(yè)爭(zhēng)霸，松下、LG、寧德時(shí)代等巨頭分庭抗禮的行業(yè)格局。
表面的平靜背后，新一輪巨變正在醞釀之中——固態(tài)電池即將掀起新一輪技術(shù)變革浪潮、動(dòng)力電池白名單去除后日韓企業(yè)重回中國(guó)市場(chǎng)、全球車企與零部件巨頭們也紛紛涉足電池產(chǎn)業(yè)，一場(chǎng)大變局即將上演。
為此，車東西特推出《動(dòng)力電池大變局》系列報(bào)道，詳解全球動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的風(fēng)云變幻，本文為系列報(bào)道之一。
特斯拉自產(chǎn)的動(dòng)力電池終于來(lái)了，馬斯克的野心從電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)涌向了動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)，新的血雨腥風(fēng)將拉開序幕。
今日，據(jù)外媒electrek報(bào)道，特斯拉的“Roadrunner”動(dòng)力電池自產(chǎn)計(jì)劃正式啟動(dòng)，位于美國(guó)弗里蒙特大沙漠內(nèi)的工廠，一條屬于特斯拉自己的動(dòng)力電池生產(chǎn)線正在成型。
整件事件最值得關(guān)注的焦點(diǎn)在于，達(dá)成規(guī)模化生產(chǎn)之后的特斯拉動(dòng)力電池每度電僅需100美元（約合人民幣701元，指每kWh容量電池價(jià)格），而根據(jù)投資機(jī)構(gòu)瑞銀公布的數(shù)據(jù)，松下當(dāng)前動(dòng)力電池每度電的成本約為111美元（約合人民幣772元），而寧德時(shí)代動(dòng)力電池的成本則為每度電150美元（約合人民幣1042元）。
特斯拉進(jìn)入動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的第一件事，就是打掉動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的價(jià)格“底褲”。
▲外媒報(bào)道特斯拉正在弗里蒙特工廠建造電池生產(chǎn)線
但除此之外，馬斯克的這場(chǎng)動(dòng)力電池“閃電戰(zhàn)”還將在汽車產(chǎn)業(yè)與動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)同時(shí)掀起浪潮。更多擁有資本與技術(shù)的車企在特斯拉的號(hào)召下，將會(huì)涌入動(dòng)力電池市場(chǎng)，沖擊當(dāng)前的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)格局。
在這樣關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)上，我們有必要找到特斯拉如何突破動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)壁壘，一步一步解決電池研發(fā)，并最終具備電芯生產(chǎn)能力的秘密。
車東西通過對(duì)特斯拉五年以來(lái)的投資布局、技術(shù)研發(fā)情況與產(chǎn)業(yè)鏈布局進(jìn)行梳理，找到了其中的答案。
耗時(shí)五年 三元鋰電之父助力特斯拉自產(chǎn)電池
2020年2月12日，外媒electrek曝料稱，特斯拉正在美國(guó)弗里蒙特工廠搭建一條動(dòng)力電池生產(chǎn)線。一時(shí)間，特斯拉自產(chǎn)動(dòng)力電池的消息公之于眾，引發(fā)了業(yè)界震動(dòng)。
但若非此次媒體曝光，恐怕沒有人能想到特斯拉自產(chǎn)動(dòng)力電池的速度如此之快。
原因在于，與其他大張旗鼓進(jìn)軍動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的車企不同，特斯拉在這一領(lǐng)域的布局簡(jiǎn)直可以用低調(diào)來(lái)形容。
自2015年以來(lái)，特斯拉與動(dòng)力電池相關(guān)的投資僅有三筆，分別是對(duì)達(dá)爾豪斯大學(xué)杰夫·戴恩研究小組（Jeff Dahn Research Group）的5年贊助計(jì)劃、收購(gòu)電池技術(shù)公司Maxwell以及收購(gòu)電池制造設(shè)備公司Hibar。
三筆投資中，特斯拉僅披露了收購(gòu)Maxwell的金額——2.18億美元（約合人民幣15.27億元），另外兩筆投資的金額與具體細(xì)節(jié)均未公布。
但正是這三筆投資，湊齊了特斯拉自產(chǎn)電池所需的關(guān)鍵技術(shù)——?jiǎng)恿﹄姵氐碾姌O、電解液、隔膜、電池殼體以及電池的制造工藝。
特斯拉在動(dòng)力電池領(lǐng)域的布局始于2015年。
以領(lǐng)先于業(yè)界的三電技術(shù)立身的特斯拉不甘于在動(dòng)力電池領(lǐng)域受制于松下，更何況彼時(shí)松下動(dòng)力電池的產(chǎn)能爬坡速度遠(yuǎn)不如特斯拉汽車生產(chǎn)線的產(chǎn)能爬坡速度。
馬斯克有預(yù)見性地意識(shí)到，松下可能會(huì)成為特斯拉邁向年產(chǎn)百萬(wàn)輛電動(dòng)汽車的最大阻礙（隨后事實(shí)如其所料，2018年松下的動(dòng)力電池產(chǎn)能限制了特斯拉Model 3的量產(chǎn)速度）。
于是，馬斯克動(dòng)起了自產(chǎn)動(dòng)力電池的念頭。
2015年，馬斯克找上了專注于鋰電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)，希望為其提供“數(shù)額可觀的5年的研究經(jīng)費(fèi)”（the substantial 5-year funding package），讓其為特斯拉研發(fā)壽命更長(zhǎng)、成本更低、能量密度更高的鋰離子電池。
▲杰夫·戴恩研究小組
杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)是加拿大頂級(jí)大學(xué)達(dá)爾豪西大學(xué)內(nèi)一支專注于鋰離子電池技術(shù)研究的團(tuán)隊(duì)，自2008年開始研究鋰電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。其官方網(wǎng)站顯示，該團(tuán)隊(duì)目前擁有30人左右的規(guī)模，共計(jì)發(fā)表論文600余篇，在重量級(jí)期刊JES與JPS上均有論文發(fā)布。
有外媒評(píng)價(jià)，該團(tuán)隊(duì)是目前鋰電池領(lǐng)域研究實(shí)力最強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)之一。
杰夫·戴恩本人更是通過精確限定鎳鈷錳材料中鎳的含量，使三元復(fù)合正極材料成功實(shí)現(xiàn)規(guī)模商業(yè)化，成為了業(yè)界公認(rèn)的三元材料技術(shù)真正的開創(chuàng)者和發(fā)明者。
▲杰夫·戴恩
一邊是急于自研自產(chǎn)動(dòng)力電池的特斯拉，一邊是希望并且擅長(zhǎng)將技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)，雙方一拍即合。
同年6月16日，杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)所在的達(dá)爾豪西大學(xué)與特斯拉共同宣布，杰夫·戴恩研究小組的合作伙伴將在2016年6月，從3M Canada轉(zhuǎn)移到特斯拉，并與特斯拉達(dá)成獨(dú)家合作協(xié)議。
達(dá)成合作協(xié)議之后，杰夫·戴恩老爺子一屁股坐進(jìn)了特斯拉的前備箱，比出兩個(gè)大拇指，興奮之情溢于言表。
▲杰夫·戴恩
在此之后，杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)持續(xù)在新型鋰離子電極材料、鋰離子電池故障機(jī)理診斷、電解質(zhì)添加劑、鈉離子與鋰離子電池安全性基礎(chǔ)研究以及電池研究理論/建模方面持續(xù)取得突破。
去年年底，來(lái)自杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)的論文顯示，其新研發(fā)的動(dòng)力電池循環(huán)周期可達(dá)到5000次左右，對(duì)應(yīng)電動(dòng)汽車行駛壽命超過100萬(wàn)英里（約為160萬(wàn)公里），這項(xiàng)專利目前已經(jīng)為特斯拉所有。
而近期外媒electrek又曝出消息，稱杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)的研究成果將使特斯拉的動(dòng)力電池成本達(dá)到100美元/kWh（約合701元/kWh）。對(duì)比投資機(jī)構(gòu)瑞銀給出的數(shù)據(jù)，松下動(dòng)力電池的成本約為111美元/kWh（約合771元/kWh）、寧德時(shí)代約為150美元/kWh（約合1042元/kWh），特斯拉目前的電池成本在業(yè)界屬于最低水平。
據(jù)了解，杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)還在幫助特斯拉完成能量密度500Wh/kg的高鎳三元鋰電池的研發(fā)，目前已初具成果。
可以說(shuō)，2016年以來(lái)，杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)為特斯拉自產(chǎn)電池項(xiàng)目貢獻(xiàn)了眾多底層的技術(shù)專利與經(jīng)驗(yàn)積累，完善了特斯拉從電極、電解質(zhì)到電池殼體環(huán)節(jié)的大部分技術(shù)鏈條。五年時(shí)間，杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)也確實(shí)完成了簽約時(shí)對(duì)特斯拉許下的諾言——幫助特斯拉提升動(dòng)力電池循環(huán)次數(shù)、降低動(dòng)力電池成本、研發(fā)高能量密度動(dòng)力電池。
這筆投資對(duì)于特斯拉而言，物超所值。
收購(gòu)Maxwell 干電極技術(shù)提升動(dòng)力電池能量密度
2016年之后，馬斯克轉(zhuǎn)身扎進(jìn)了特斯拉Model 3的產(chǎn)能地獄，再無(wú)閑暇顧及動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的布局，以至于2017年、2018年2年時(shí)間里，特斯拉在動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)并沒有大的動(dòng)作。
但時(shí)間來(lái)到2019年，一件事情為馬斯克敲響了警鐘。
2019年2月，特斯拉2018年財(cái)報(bào)發(fā)布的電話會(huì)議上，馬斯克指出，超級(jí)工廠電芯產(chǎn)能的不足是限制特斯拉Mode 3產(chǎn)能的最大桎梏。
2019年4月，馬斯克再度發(fā)推表示，“超級(jí)工廠的電芯產(chǎn)能只有24GWh，從7月份開始一直限制Model 3的產(chǎn)能，在產(chǎn)能到達(dá)35GWh之前，特斯拉不會(huì)再投錢進(jìn)去。”
來(lái)自松下的產(chǎn)能限制，使得馬斯克再度意識(shí)到了動(dòng)力電池的重要性，他開始加速特斯拉在動(dòng)力電池領(lǐng)域的布局。
2019年5月，特斯拉以2.18億美元（約合人民幣15.27億元）的價(jià)格收購(gòu)電池技術(shù)公司Maxwell，溢價(jià)幅度達(dá)到55%。
之所以如此迫切地拿下這家公司，是因?yàn)樘厮估粗辛薓axwell的干電極技術(shù)與超級(jí)電容技術(shù)。
▲Maxwell干電極技術(shù)介紹
傳統(tǒng)的電極制備工藝屬于濕電極工藝，制造過程中，需要將正負(fù)極材料加入溶劑中，對(duì)電極片材料進(jìn)行涂覆。
這種制造工藝的優(yōu)勢(shì)在于生產(chǎn)工藝驗(yàn)證時(shí)間長(zhǎng)，電極質(zhì)量穩(wěn)定，但溶劑的特性決定了這種電極涂覆的方式生產(chǎn)的電極較薄，能量密度受限。
同時(shí)，生產(chǎn)過程中，需要對(duì)溶劑進(jìn)行蒸發(fā)，這一部分生產(chǎn)工藝會(huì)產(chǎn)生一定程度的環(huán)境污染。
而無(wú)溶劑的干電極生產(chǎn)工藝則是將活躍的正負(fù)極材料混入黏性物質(zhì)中，使得正負(fù)極材料自身“原纖維化”，形成自支撐膜，牢牢地粘著在電極片上（原理類似于腳底牢牢粘上的口香糖）。
這種生產(chǎn)工藝可以制備更厚的電極，使得電池的能量密度得到大幅提升。目前，使用該工藝制成的三元鋰電池電芯能量密度大于300Wh/kg，電芯單體能量密度最高可實(shí)現(xiàn)500Wh/kg，同時(shí)獲得更大的放電倍率。
與此同時(shí)，干電極的另一大好處，就是可以在電池使用之后，持續(xù)為其補(bǔ)充鋰金屬，彌補(bǔ)電池的容量衰減；而采用濕電極法制備的電極，補(bǔ)充鋰金屬和混有鋰金屬的碳不能很好地彼此融合，通常會(huì)伴有煙霧、火苗和噪音等強(qiáng)烈反應(yīng)。
此外，干電極的制作流程不需要進(jìn)行溶劑干燥步驟，降低了生產(chǎn)成本與時(shí)間成本，也降低了環(huán)境污染。
另一項(xiàng)超級(jí)電容技術(shù)，則可以用作能量回收過程中的快速儲(chǔ)能裝置，其能耗遠(yuǎn)小于將回收的動(dòng)能重新儲(chǔ)備到電池中。
而在急加速過程中，超級(jí)電容器能夠?qū)崿F(xiàn)大功率放電，避免動(dòng)力電池直接大功率放電產(chǎn)生鋰晶枝，對(duì)電池結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷。
超級(jí)電容技術(shù)的另一大優(yōu)勢(shì)，就是工作溫度范圍大，大部分電池的工作溫度需要維持在20℃-40℃之間，對(duì)外界環(huán)境溫度要求較為苛刻。而超級(jí)電容的工作溫度在-40℃-80℃之間，可用于冬天車輛起步與動(dòng)力電池的加熱。
干電極技術(shù)為特斯拉自產(chǎn)電池提高了能量密度，而超級(jí)電容技術(shù)能夠在特定場(chǎng)景下為電池提供輔助作用，二者結(jié)合或許是特斯拉將來(lái)會(huì)采用的“混動(dòng)”方案。
收購(gòu)電池生產(chǎn)設(shè)備商Hibar 為自產(chǎn)電池鋪路
投資杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)，收購(gòu)Maxwell都是為了掌握最新的電池技術(shù)，掌握技術(shù)之后的關(guān)鍵就是將其量產(chǎn)。
2019年10月，有媒體發(fā)現(xiàn)，加拿大精密設(shè)備公司Hibar突然出現(xiàn)在特斯拉旗下，成為了特斯拉的控股子公司。
特斯拉收購(gòu)Hibar屬于秘密進(jìn)行的項(xiàng)目，其收購(gòu)日期、金額、合作細(xì)節(jié)均未透露，但可以明確的是，收購(gòu)Hibar意味著特斯拉的自產(chǎn)電池項(xiàng)目?jī)H差臨門一腳。
Hibar以生產(chǎn)高精度定量注液泵、注液生產(chǎn)系統(tǒng)、自動(dòng)化電池制造和工藝設(shè)備聞名，產(chǎn)品線覆蓋了完整的電芯生產(chǎn)流程。
▲Hibar產(chǎn)品一覽
在過去的40年時(shí)間里，Hibar已經(jīng)成為了電池行業(yè)里一次電池及二次電池生產(chǎn)線的首選供應(yīng)商。
投資杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)讓特斯拉擁有了自研動(dòng)力電池的技術(shù)人才，收購(gòu)Maxwell使得特斯拉掌握了動(dòng)力電池領(lǐng)域最前沿的技術(shù)，而收購(gòu)Hibar是特斯拉自產(chǎn)動(dòng)力電池項(xiàng)目的最后一環(huán)，至此，特斯拉形成了從技術(shù)研發(fā)、樣品驗(yàn)證到大規(guī)模量產(chǎn)的全面布局。
電池壽命超百萬(wàn)英里 能量密度可達(dá)500Wh/kg
雖然特斯拉已經(jīng)擁有了電池的研發(fā)、驗(yàn)證與量產(chǎn)的能力，但實(shí)際產(chǎn)品將能夠達(dá)到什么樣的效果呢？
目前其電池生產(chǎn)線還未投入實(shí)際使用，想從產(chǎn)品出發(fā)進(jìn)行分析不太現(xiàn)實(shí)。我們可以換一個(gè)角度，從特斯拉目前擁有的技術(shù)實(shí)力，來(lái)推斷其自產(chǎn)電池的技術(shù)指標(biāo)。
1、電極
從電極角度來(lái)看，特斯拉自產(chǎn)的電池有很大可能性會(huì)采用已收購(gòu)的Maxwell的干電極技術(shù)，該技術(shù)目前在三元鋰電池領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)的單體電芯能量密度為300Wh/kg，最大能夠達(dá)到500Wh/kg。
現(xiàn)階段，業(yè)界僅有松下的NCA 811三元鋰電池以及寧德時(shí)代的NCM 811三元鋰電池可在電芯能量密度達(dá)到300Wh/kg。
與此同時(shí)，上文提到，干電極技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)將鋰金屬補(bǔ)充到負(fù)極內(nèi)，以彌補(bǔ)充放電過程中，鋰離子在負(fù)極、電解液中的消耗。
而此前，Maxwell有一項(xiàng)待審專利正是將鋰離子補(bǔ)充至電池負(fù)極，這項(xiàng)專利技術(shù)將能夠有效緩解電池在使用過程中的容量衰減問題。而隨著特斯拉完成對(duì)Maxwell的收購(gòu)，這項(xiàng)專利技術(shù)也自然轉(zhuǎn)移到了特斯拉的名下。
▲Maxwell待審專利
在成本方面，由于省去了干燥步驟，整個(gè)電芯生產(chǎn)環(huán)節(jié)成本大約可下降10%-20%。
2、電解質(zhì)
在電解質(zhì)方面，受特斯拉資助的杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)近期在知名期刊JES上發(fā)表了兩篇論文，講述了他們?cè)陔娊赓|(zhì)方面取得的進(jìn)展。
其中一篇名為《二惡唑酮與亞硫酸亞硝酸鹽作為鋰離子電池電解液添加劑》。
論文中提到，杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)對(duì)近期開發(fā)的新型電解質(zhì)添加劑MDO以及另外兩種添加劑PDO和BS進(jìn)行了高溫高電壓與長(zhǎng)期循環(huán)性能的測(cè)試，載體為NCM523三元鋰電池。
為進(jìn)行該項(xiàng)測(cè)試，團(tuán)隊(duì)將三種添加劑分別進(jìn)行了單獨(dú)與混合添加，不同的實(shí)驗(yàn)組合置于不同的溫度、電壓下進(jìn)行測(cè)試，得出了不同的循環(huán)性能。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加了MDO、PDO電解質(zhì)添加劑的電池均在石墨負(fù)極表面形成了SEI層（對(duì)負(fù)極起到保護(hù)作用），而添加了BS電解質(zhì)添加劑的電池則沒有形成SEI層。
通過長(zhǎng)時(shí)間電池循環(huán)性能測(cè)試，2%PDO+1%硫酸乙烯、2%PDO+1%二氟磷酸鋰的電解液添加劑組合在所有實(shí)驗(yàn)電解質(zhì)添加劑的表現(xiàn)中最優(yōu)，在經(jīng)過800次放電循環(huán)后，電解質(zhì)中留存的添加劑濃度依然大于90%。
▲實(shí)驗(yàn)結(jié)果，（b）（c）中最高的兩條分布點(diǎn)分別為2%PDO+1%硫酸乙烯、2%PDO+1%二氟磷酸鋰的電解液組合
在這一研究成果的基礎(chǔ)上，杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)在去年6月又發(fā)布了一篇名為《出色的鋰離子電池化學(xué)性能的廣泛測(cè)試結(jié)果，可作為新電池技術(shù)的基準(zhǔn)》的論文。
這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)同樣是對(duì)NCM523三元鋰電池進(jìn)行了不同的電解質(zhì)添加劑測(cè)試。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，分別向電解質(zhì)中添加2%碳酸亞乙烯酯+1%硫酸乙烯、2%氟代碳酸乙烯酯+1%二氟磷酸鋰、1%二氟磷酸鋰這三種電解質(zhì)添加劑組合，能使電池循環(huán)壽命有效增長(zhǎng)。
▲實(shí)驗(yàn)結(jié)果，紫色、綠色與紅色線條為測(cè)試結(jié)果，另外兩條為對(duì)照組
其中，添加了三種電解質(zhì)添加劑組合的電池普遍在3000次充放電循環(huán)之后，還能保持85%以上的電池容量，有一組甚至在經(jīng)歷了5000次充放電循環(huán)之后，仍然保持了90%以上的電池容量。
而另外兩組對(duì)照組的電池則在1000次左右的充放電循環(huán)之后，電池容量分別衰減到了50%左右的水準(zhǔn)。
如果以5000次充放電循環(huán)次數(shù)作為電池的平均循環(huán)壽命，以特斯拉Model 3 EPA續(xù)航里程322英里作為單輪充放電的續(xù)航里程，那么在該電池組的有效生命期內(nèi)，一輛特斯拉Model 3的行駛里程將會(huì)超過160萬(wàn)英里（約合257萬(wàn)公里）。
不過據(jù)特斯拉公布的專利顯示，目前他們保守估計(jì)該電池的使用壽命在100萬(wàn)英里（約合160萬(wàn)公里），一般純電動(dòng)汽車所裝配的三元鋰電池理論使用壽命僅有40萬(wàn)公里-50萬(wàn)公里，特斯拉新電池的使用壽命大約是目前三元鋰電池的3-4倍。
值得注意的是，杰夫·戴恩團(tuán)隊(duì)為特斯拉進(jìn)行的研究是以NCM三元鋰電池為基礎(chǔ)的。因此從電解質(zhì)添加劑與其適配電極的角度出發(fā)，特斯拉未來(lái)自產(chǎn)的電池極有可能是NCM三元鋰電池而非NCA三元鋰電池，該電池的最大循環(huán)次數(shù)可能逼近5000次，對(duì)應(yīng)車輛的行駛里程可能會(huì)達(dá)到100萬(wàn)英里（約合160萬(wàn)公里）。
3、超級(jí)電容器
除了動(dòng)力電池本身，收購(gòu)Maxwell還為特斯拉帶來(lái)了超級(jí)電容技術(shù)。
馬斯克曾在媒體采訪中透露，在大學(xué)期間，他就對(duì)超級(jí)電容技術(shù)充滿興趣，一度想進(jìn)行研究?，F(xiàn)在，這個(gè)超級(jí)電容的粉絲終于能夠如愿以償。
超級(jí)電容本質(zhì)上是不同于動(dòng)力電池的另一套儲(chǔ)能方案，對(duì)比動(dòng)力電池，其不足之處在于儲(chǔ)能性能有限。
但其長(zhǎng)處也非常明顯，超級(jí)電容的充放電功率很大，并且能量損耗小，既能夠高效率進(jìn)行動(dòng)能回收，在車輛急加速時(shí)也能夠瞬間釋放大功率電流，減輕動(dòng)力電池工作壓力。
與此同時(shí)，超級(jí)電容的工作溫度區(qū)間為-40℃-80℃，能夠適應(yīng)一般電池難以適應(yīng)的極端環(huán)境。
可以說(shuō)，超級(jí)電容具備與動(dòng)力電池互補(bǔ)的潛質(zhì)。在車輛正常行駛時(shí)，動(dòng)力電池提供主要電力，當(dāng)車輛需要急加速、進(jìn)行動(dòng)能回收、在寒冷地帶起步時(shí)，超級(jí)電容為車輛提供電力。
當(dāng)自產(chǎn)電池項(xiàng)目落地后，特斯拉有可能會(huì)為車輛同步配備超級(jí)電容器，形成全新的動(dòng)力電池+超級(jí)電容“混動(dòng)系統(tǒng)”。
綜合上述三方面來(lái)看，特斯拉自產(chǎn)的動(dòng)力電池極有可能是NCM三元鋰電池，第一代電芯產(chǎn)品的能量密度可能會(huì)在300Wh/kg左右，后續(xù)會(huì)逐步攀升至500Wh/kg。
其電解質(zhì)添加劑可能會(huì)選用2%碳酸亞乙烯酯+1%硫酸乙烯、2%氟代碳酸乙烯酯+1%二氟磷酸鋰、1%二氟磷酸鋰這三種電解質(zhì)添加劑組合中的一種，得益于優(yōu)異的電解質(zhì)性能，其電池的循環(huán)壽命將能夠達(dá)到100萬(wàn)英里（約合160萬(wàn)公里），超過目前所有的動(dòng)力電池循環(huán)性能。
不僅如此，超級(jí)電容技術(shù)也可能會(huì)被特斯拉投入應(yīng)用，作為動(dòng)力電池的輔助能源。
從供應(yīng)商變遷史 看特斯拉自產(chǎn)電池的六大意義
特斯拉首條動(dòng)力電池生產(chǎn)線的搭建，意味著這家車企在動(dòng)力電池的供應(yīng)鏈上走出了新的一步。
自特斯拉推出首款車型Roadster以來(lái)，這條戰(zhàn)船就與全球鋰電巨頭松下牢牢地捆綁在一起。據(jù)了解，特斯拉首批100輛Roadster全部采用了松下的18650圓柱形電池。
后續(xù)推出的第一款面向大眾的量產(chǎn)車型Model S，更是讓特斯拉與松下開啟了長(zhǎng)達(dá)7年的獨(dú)家供應(yīng)關(guān)系。
在此期間，雙方在美國(guó)佛羅里達(dá)州的沙漠中，建起了一座產(chǎn)能達(dá)到35GWh的動(dòng)力電池工廠，也是如今世界上產(chǎn)能最大的動(dòng)力電池工廠。
▲特斯拉Gigafactory 1
在馬斯克的設(shè)想中，這座工廠最終將能夠?qū)崿F(xiàn)50GWh的年產(chǎn)能，撐起特斯拉年產(chǎn)百萬(wàn)輛電動(dòng)車的遠(yuǎn)大愿景。
但事與愿違，一邊是產(chǎn)能瘋狂爬坡，電池需求迅速上漲的特斯拉；另一邊是即使出現(xiàn)虧損，也仍在擴(kuò)大生產(chǎn)線，招收更多員工的松下。
雙方?jīng)]有達(dá)成供需同步攀升的微妙平衡，特斯拉的電池需求缺口越來(lái)越大，最終在2018年財(cái)報(bào)發(fā)布的電話會(huì)議上，雙方矛盾爆發(fā)。
馬斯克指責(zé)松下的動(dòng)力電池產(chǎn)能遲遲跟不上，限制了特斯拉Model 3的產(chǎn)能爬坡，如果松下不能按照約定將合資工廠的電池產(chǎn)能提升至35GWh，特斯拉就將停止對(duì)合資工廠的投資。
2019年第三季度，雙方的合資工廠動(dòng)力電池產(chǎn)能雖然達(dá)到了35GWh，但松下也凍結(jié)了進(jìn)一步提升合資工廠產(chǎn)能至50GWh的計(jì)劃。
自2013年展開合作以來(lái)，特斯拉與松下之間的關(guān)系第一次接近“冰點(diǎn)”。
此次事件之后，雖然特斯拉與松下仍然維持著動(dòng)力電池的供應(yīng)關(guān)系，但特斯拉也開始尋找新的動(dòng)力電池供應(yīng)商。借著特斯拉上海工廠投產(chǎn)這一機(jī)會(huì)，LG與寧德時(shí)代被特斯拉納入其供應(yīng)商名單。
2020年1月30日，特斯拉正式宣布與LG化學(xué)、寧德時(shí)代達(dá)成動(dòng)力電池供貨協(xié)議。
此外，路透社還報(bào)道，特斯拉正在與寧德時(shí)代就“無(wú)鈷”電池進(jìn)行進(jìn)一步商談，特斯拉未來(lái)很可能會(huì)使用寧德時(shí)代生產(chǎn)的“無(wú)鈷”電池。
▲路透社報(bào)道，特斯拉正在與寧德時(shí)代商議無(wú)鈷電池合作
到目前為止，特斯拉的動(dòng)力電池供應(yīng)鏈條已經(jīng)從松下獨(dú)家供應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)G化學(xué)、寧德時(shí)代、松下三家同步供應(yīng)。在特斯拉自產(chǎn)的動(dòng)力電池完成供應(yīng)后，這條供應(yīng)鏈也將被納入特斯拉的動(dòng)力電池名單。
特斯拉已經(jīng)正式從松下獨(dú)家供應(yīng)動(dòng)力電池的“單極時(shí)代”，走向多供應(yīng)商供應(yīng)動(dòng)力電池的“多元時(shí)代”。最終可能形成以自產(chǎn)電池為主，采購(gòu)電池為輔的動(dòng)力電池供應(yīng)鏈條。
對(duì)于特斯拉而言，這一時(shí)代的到來(lái)有著三大意義：
1、動(dòng)力電池降本增效，坐擁多家動(dòng)力電池供應(yīng)商的特斯拉，對(duì)供應(yīng)商將擁有更強(qiáng)的話語(yǔ)權(quán)，勢(shì)必會(huì)在動(dòng)力電池采購(gòu)價(jià)格上加大壓價(jià)力度。
同時(shí)，自產(chǎn)的動(dòng)力電池生產(chǎn)線投產(chǎn)后，特斯拉的動(dòng)力電池成本將會(huì)低至100美元（約合人民幣701元），比松下的動(dòng)力電池成本還要低10%，特斯拉的成本優(yōu)勢(shì)更加明顯，旗下車型或?qū)⑦M(jìn)一步降價(jià)，更大規(guī)模的擴(kuò)張銷量。如果使用干電極技術(shù)進(jìn)行動(dòng)力電池生產(chǎn)，特斯拉動(dòng)力電池的生產(chǎn)效率也會(huì)有小幅提升。
2、助推產(chǎn)能增長(zhǎng)，到目前為止，特斯拉共擁有兩座整車生產(chǎn)工廠，一座位于美國(guó)加州弗里蒙特，目前處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；另一座位于上海臨港，目前產(chǎn)能15萬(wàn)輛/年，目標(biāo)產(chǎn)能為50萬(wàn)輛/年，還有較大幅度的產(chǎn)能爬坡空間；還有一座規(guī)劃中的工廠位于德國(guó)柏林，目前正在建設(shè)當(dāng)中。
就目前情況來(lái)看，特斯拉與松下的合資電池廠供給美國(guó)本土工廠已然供不應(yīng)求，中國(guó)工廠與未來(lái)的德國(guó)工廠勢(shì)必需要新的動(dòng)力電池供應(yīng)商來(lái)提供動(dòng)力電池。供應(yīng)商足量的動(dòng)力電池供應(yīng)才能夠推動(dòng)特斯拉產(chǎn)能增長(zhǎng)，最終在2022年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)100萬(wàn)輛特斯拉的目標(biāo)。
3、滿足百萬(wàn)輛Robotaxi的需求，馬斯克曾經(jīng)夸下?？?，表示2020年將會(huì)有100萬(wàn)輛特斯拉汽車上路成為Robotaxi，暫且不論自動(dòng)駕駛技術(shù)是否可行，以目前的電池技術(shù)來(lái)看，這一目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。
目前動(dòng)力電池的循環(huán)次數(shù)大多在1000次左右，對(duì)應(yīng)使用壽命大約為20萬(wàn)英里（約合32萬(wàn)公里），這一續(xù)航壽命對(duì)于普通家用完全足夠，但對(duì)于需要24小時(shí)不間斷運(yùn)行的Robotaxi而言，卻顯得捉襟見肘。
特斯拉自產(chǎn)動(dòng)力電池，正是為了解決這一難題，上文我們已經(jīng)提到，特斯拉最新的專利顯示，他們完成了100萬(wàn)英里（約合160萬(wàn)公里）續(xù)航壽命的電池研發(fā)，擁有超長(zhǎng)續(xù)航壽命的動(dòng)力電池將能夠滿足特斯拉Robotaxi運(yùn)行的要求。
對(duì)于整個(gè)動(dòng)力電池行業(yè)而言，特斯拉自產(chǎn)動(dòng)力電池也有著深遠(yuǎn)的意義：
1、特斯拉作為電動(dòng)汽車領(lǐng)軍企業(yè)，進(jìn)軍動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)這一行為，將會(huì)帶來(lái)模仿效應(yīng)，未來(lái)更多大型車企在轉(zhuǎn)型電動(dòng)化的過程中，可能會(huì)考慮自產(chǎn)動(dòng)力電池以滿足自身需求。對(duì)于車企而言，電動(dòng)時(shí)代的核心——三電技術(shù)，必須要握在手心。
2、車企進(jìn)軍動(dòng)力電池，意味著動(dòng)力電池供應(yīng)商們?cè)镜目蛻袅魇?，?dòng)力電池供應(yīng)商的利潤(rùn)空間受到壓縮。在與車企的博弈中，動(dòng)力電池供應(yīng)商將想方設(shè)法降低動(dòng)力電池成本，提高動(dòng)力電池性能。
3、新能源供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變，在車企自產(chǎn)動(dòng)力電池的過程中，原本隔著動(dòng)力電池供應(yīng)商的材料供應(yīng)商們，將能夠直接與車企產(chǎn)生聯(lián)系。產(chǎn)業(yè)鏈條減少，意味著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化。
結(jié)語(yǔ)：掌握電池后的特斯拉將更加強(qiáng)大
特斯拉弗里蒙特工廠的第一條動(dòng)力電池生產(chǎn)線正在搭建，投產(chǎn)指日可待，馬斯克醞釀了5年的自產(chǎn)動(dòng)力電池計(jì)劃終于進(jìn)入了產(chǎn)出結(jié)果的階段。
掌握動(dòng)力電池后的特斯拉，從各個(gè)角度來(lái)看，都將變得更加強(qiáng)大。
在供應(yīng)鏈端，追求降本的特斯拉，一旦實(shí)現(xiàn)了自產(chǎn)動(dòng)力電池的目標(biāo)，對(duì)其他供應(yīng)商的動(dòng)力電池采購(gòu)需求勢(shì)必會(huì)相應(yīng)減少。特斯拉的動(dòng)力電池供應(yīng)商們將會(huì)展開價(jià)格戰(zhàn)，而在這場(chǎng)價(jià)格戰(zhàn)中，特斯拉將享有絕對(duì)的主導(dǎo)權(quán)。
在電動(dòng)汽車產(chǎn)品端，特斯拉自產(chǎn)的動(dòng)力電池很有可能比目前市面上的大多數(shù)動(dòng)力電池性能優(yōu)異，將會(huì)擁有更長(zhǎng)的使用壽命，更少的容量衰減，從而大幅提升特斯拉車型的保值率。
不過對(duì)于特斯拉而言，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)僅僅只是自產(chǎn)動(dòng)力電池這一偉大愿景的第一步，后續(xù)動(dòng)力電池的產(chǎn)能建設(shè)，對(duì)其而言才是真正的挑戰(zhàn)。
在中國(guó)，動(dòng)力電池產(chǎn)能的建設(shè)成本約為4-6億元1GWh，而在美國(guó)，這一成本只會(huì)更高。特斯拉如果想要真正建成成規(guī)模的動(dòng)力電池生產(chǎn)線，后續(xù)至少需要在動(dòng)力電池項(xiàng)目上投資數(shù)百億元。對(duì)于特斯拉這樣剛剛盈利，現(xiàn)金流無(wú)比寶貴的公司而言，這筆投資將會(huì)造成龐大的壓力。自產(chǎn)動(dòng)力電池，對(duì)于特斯拉而言，仍然任重而道遠(yuǎn)。
