Tesla no logró "flexionar sus músculos"
Autor: Song Song
Composición tipográfica: suelta
Este artículo es un resumen de los eventos. Temprano en la mañana del 23 de septiembre, hora de Beijing, la hermosa California finalmente marcó el comienzo del evento "Día de la Batería" de Tesla.
El "Día de la Batería" anual es cuando Tesla "flexiona sus músculos" y suele celebrarse en mayo, pero este año se pospuso hasta la semana pasada debido a la epidemia.
Debido a la epidemia, este "Día de la Batería" es un poco especial. En primer lugar, se eligió el lugar al aire libre. En segundo lugar, los participantes no se alinearon ni se sentaron en taburetes para escuchar "Imagine the Future" de Musk como en el pasado, sino que todos se sentaron en sus propios coches Tesla y utilizaron altavoces para expresar vítores y apoyo.
A primera vista, pensé que esta escena era un estacionamiento de Tesla, lo cual fue un poco divertido.
Este "Día de la Batería" ha reducido mucho la riqueza de Musk. El día en que terminó el "Día de la Batería", el precio de las acciones de Tesla pasó de subir a bajar, una vez cayó un 7,6%, y su valor de mercado se redujo en 30 mil millones de dólares, o aproximadamente 203,3 mil millones de yuanes.
Por supuesto, la caída de los precios de las acciones no se debe necesariamente al incidente del Día de la Batería. En el mal entorno reciente, las acciones han subido y bajado mucho, especialmente las acciones tecnológicas caras como Tesla. En este caso, existe una mayor probabilidad de que se produzcan movimientos significativos en el precio de las acciones. Pero hay que decir que los músculos mostrados por Tesla esta vez no son sorprendentes ni superan las expectativas del mercado.
En resumen, evaluemos este “Día de la Batería”: Tesla no propuso tecnologías innovadoras ni subvirtió el sistema de baterías existente, sino que solo mejoró una serie de tecnologías para promover la reducción de costos y el aumento de la eficiencia de los tranvías.
Adoptamos la estructura de primero aumentar y luego suprimir, y según las antiguas reglas, la dividimos en varias partes:
01 ¿Qué "mostró" Tesla?
02 Menos de lo esperado e incierto
Algunos juicios e ideas
01 ¿Qué "mostró" Tesla?
Para resumir brevemente, Tesla propuso 1 batería, 4 tecnologías principales, 2 modelos principales y algunos planes esporádicos en el "Día de la Batería".
“Una batería”
En un artículo anterior hablamos de la batería 2170 que se utiliza actualmente en el Tesla Model 3. En este "Día de la batería", Tesla lanzó la batería NCA-4680 de próxima generación.
El modelo 4680, como su nombre indica, se refiere a una batería cilíndrica con un diámetro de 46 mm y una altura de 80 mm. Es casi tan alta como el antiguo modelo 2170, pero el diámetro es significativamente mayor.
La mayor densidad de energía de las celdas grandes significa que la cantidad de celdas necesarias para construir un paquete de baterías con la misma energía se reduce, otros componentes también se reducen en consecuencia y el costo también se reducirá.
Esto es exactamente lo contrario de la forma de pensar de BYD. Aunque el objetivo de ambos es mejorar la vida útil de los tranvías y controlar los costes.
BYD toma la ruta LFP, que es relativamente barata, pero la energía de una sola batería es baja. Por lo tanto, BYD utiliza tecnología de cuchillas para hacer la batería más delgada, de modo que se puedan instalar más baterías en el automóvil, aumentando así la autonomía de crucero.
La batería única de ruta NCA de Tesla tiene mayor energía pero es más cara, así que simplemente haga la batería más grande, tenga mayor densidad de energía e instale menos unidades para controlar los costos.
La compañía afirma que la energía de este tipo de batería aumenta 5 veces, la vida de conversión aumenta aproximadamente un 16% y la potencia aumenta 6 veces. Desde el punto de vista de los datos, vuelve a estar una posición por delante de otros competidores.
Relacionado con las baterías está la capacidad. A juzgar por la transmisión en vivo en ese momento, la batería 4680 entró en la etapa de producción de prueba en la fábrica de baterías de Tesla en Fremont en San Francisco, California.
Se espera que la capacidad de producción efectiva sea de 100 GWh a finales de 2026, 100 GWh a finales de 2022 y 1.000 GWh en 2030.
"Cuatro grandes tecnologías"
Primera, la tecnología de baterías sin electrodos.
Para ser honesto, no entiendo el principio de esta tecnología de oído infinito, así que solo puedo explicarlo brevemente.
Originalmente, cada batería de litio tiene un conector de batería. La función de las pestañas de la batería es guiar los electrones conducidos entre los electrodos positivo y negativo hacia el circuito externo de la batería, formando eventualmente una corriente efectiva. 1
En otras palabras, la corriente debe fluir a través de estas conexiones para llegar al conector en el exterior de la batería. Sin embargo, cuando la corriente siempre debe fluir a lo largo del cátodo o ánodo hasta el oído y fuera de la celda, la resistencia también aumenta con la distancia.
Además, al ser las orejas una pieza adicional, aumenta el coste y dificulta la fabricación.
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Entonces Tesla eliminó las pestañas y cambió directamente las posiciones cerca de ambos extremos de cada capa a materiales conductores, para que la corriente pueda transmitirse directamente y evitar la pérdida de transmisión de corriente en las pestañas.
Además de reducir pérdidas, el diseño de las pestañas tripolares también elimina la necesidad de complejos procesos de soldadura, aumentando 7 veces la velocidad de producción, reduciendo así costes. La tecnología de baterías electrolíticas se aplicará a las baterías 4680.
En segundo lugar, la tecnología de batería seca.
En la producción de baterías de iones de litio, el material del electrodo positivo y el material del electrodo negativo deben recubrirse en los colectores de corriente correspondientes, respectivamente. El colector de corriente suele ser una lámina de aluminio o cobre.
En los procesos de producción tradicionales, este recubrimiento requiere un aglutinante especial mezclado con polvos de ánodo y cátodo para adherirse al colector de corriente. Este adhesivo especial está compuesto por dos productos químicos, uno de los cuales es el disolvente orgánico volátil y altamente tóxico NMP (disolvente de N-metilpirrolidona).
Debido al NMP, se requiere una gran cantidad de equipos de secado en el proceso de producción tradicional (generalmente una línea de producción tiene unos 100 metros de largo y el equipo de secado ocupa unos 60 metros) para eliminar el NMP y la humedad. en las planchas, lo que sin duda prolonga el ciclo de producción, aumentando los costes de producción.
Tesla adquirió tecnología de baterías secas mediante la adquisición de la empresa de baterías Maxwell. El proceso de electrodo seco utiliza un aglutinante sólido y el recubrimiento está completamente libre de NMP. Por lo tanto, la tecnología de celdas secas puede aumentar la capacidad de producción de una sola línea de producción y reducir costos.
Tercera, tecnología de ánodo de silicio recubierto.
En el artículo anterior analizamos que la tecnología de electrodos negativos de las baterías de nueva energía ha cambiado poco a lo largo de los años, utilizando principalmente grafito artificial o natural como material del electrodo negativo.
Sin embargo, la capacidad específica del grafito es limitada (generalmente 372 mAh/g), por lo que el tema candente actual es reemplazar el grafito con materiales de electrodos negativos a base de silicio con mayor capacidad teórica (generalmente 4200 mAh/g).
Por ejemplo, el nuevo modelo de gama alta Model 3 lanzado por Tesla a finales de 2018 utiliza NCA con alto contenido de níquel combinado con material de ánodo compuesto de silicio y carbono, y la duración de la batería supera los 600 kilómetros por primera vez. tiempo.
Sin embargo, los materiales actuales de electrodos negativos a base de silicio tienen deficiencias obvias, como una expansión de volumen obvia después de múltiples ciclos de carga y descarga, un ciclo de vida más corto y es fácil causar accidentes de seguridad.
Por lo tanto, actualmente sólo se puede añadir una cantidad muy pequeña de silicio (3%~8%) al ánodo de grafito. Sin embargo, en este "Día de la Batería", SiLion, una nueva empresa adquirida por Tesla y centrada en la investigación y el desarrollo de ánodos de silicio, tiene una nueva solución.
La nueva tecnología de ánodo de silicio de SiLion. Para abordar el problema de expansión de los cátodos tradicionales de silicio-carbono, el nuevo proceso recubre el cátodo de silicio con material elástico no conductor para formar una estructura de red estable e inhibir la expansión.
El recubrimiento de silicio metálico puede estabilizar las propiedades del silicio, por un lado, y aumentar la proporción de silicio, por otro, aumentando así la vida útil de la batería y reduciendo los costes.
En cuarto lugar, la integración de vehículos y electricidad.
Tesla ha desarrollado una nueva estructura de carrocería, diseñando el paquete de baterías en la estructura de la carrocería e integrando el paquete de baterías con la parte delantera y trasera de la carrocería. Esta estructura aporta una carrocería de resistencia ultraalta y la distribución del peso del vehículo está más cerca del centro, lo que resulta en un manejo más flexible.
Para realizar este diseño, Tesla desarrolló especialmente una nueva fórmula de material de aleación sin precedentes para fortalecer la fuerza del cuerpo. Esta estructura de carrocería aumentará la autonomía de crucero en un 14%, reducirá el peso estructural total en un 10% y reducirá el número de piezas en 370. Cuatro
"Dos modelos principales"
Basado en la batería anterior y cuatro tecnologías, Tesla afirma que habrá cambios cualitativos en el corto plazo: La batería de Tesla por kWh El costo se reducirá un 56%, la autonomía de crucero se incrementará un 54% y los costes de inversión y producción se reducirán un 69%.
A partir de esto, Tesla se propuso un pequeño objetivo. En otras palabras, en tres años se desarrollará un coche eléctrico con un precio de unos 25.000 dólares estadounidenses (6,5438 + 7.000 yuanes).
Además, Tesla lanzó por primera vez el modelo Plaid equipado con un nuevo sistema de alimentación (utilizando la nueva batería 4680) en el Battery Day.
El nuevo modelo se entregará el día 21, con una potencia máxima de más de 1.100 caballos y un tiempo de aceleración del cuarto de milla de menos de 9 segundos, superando a muchos superdeportivos con motor de combustión interna del mundo.
Finalmente, Musk también hizo algunos planes dispersos. Por ejemplo, reveló que la versión beta del sistema de conducción totalmente autónomo Autopilot se lanzará en el próximo mes.
Lo anterior es el contenido principal del “Día de la Batería” de Tesla.
02 Menos de lo esperado e incierto
La razón por la que este tipo de "espectáculo de músculos" no tiene tanto éxito es porque las expectativas de la gente son relativamente altas. A juzgar por las solicitudes de patentes de Tesla, las promociones corporativas y los informes de los medios, este Día de la Batería debería ser más disruptivo.
Pero algunas tecnologías obviamente no están en la agenda.
La primera es que el electrodo negativo de la nueva batería no utiliza materiales de nanocables de silicio. Ha habido rumores de que Tesla podría utilizar nanocables de silicio como materiales de electrodos negativos en baterías de litio mediante la cooperación con Amprius.
El nanocables de silicio es un nuevo tipo de nanomaterial semiconductor unidimensional. El diámetro del nanocable es generalmente de aproximadamente 65438 ± 00 nm, el núcleo de cristal interno es de silicio monocristalino y la capa externa tiene un recubrimiento de SiO2_2. 5
El profesor Cui Yi, fundador de Amprius Company, publicó un artículo de investigación científica que afirma que después de usar esta tecnología durante 10 veces de carga y descarga, la capacidad de carga y descarga de la batería aún se puede mantener en aproximadamente 3541/3193 mAh/g, que es el grafito actual diez veces el material.
Sin embargo, no hay información sobre este material en "Battery Day". La nueva solución de ánodo revelada en "Battery Day" es sólo un cambio estructural, no un cambio fundamental en el material.
En segundo lugar, este "Día de la Batería" no mencionó las baterías sin cobalto ni las baterías de millones de kilómetros.
Hablemos primero de las baterías sin cobalto. Tesla suele lanzar bombas de humo sin baterías de cobalto. También hemos analizado antes que el contenido de cobalto de la ruta actual de la batería NCA de Tesla no es alto.
Sin embargo, el cobalto es caro y escaso, y no tiene un papel obvio en este NCA, por lo que Tesla siempre ha querido lograr un resultado libre de cobalto. Hace algún tiempo hubo rumores de que Tesla tenía baterías sin cobalto. Como resultado, los precios del cobalto se desplomaron, pero los rumores fueron desmentidos más tarde.
De todos modos, desde el punto de vista actual, no hay novedades sobre el día de la batería sin cobalto. Se especula que el nivel de cobalto sólo puede ser bajo durante un corto período de tiempo y que es imposible lograr una producción sin cobalto.
Aún no se ha confirmado una batería de varios millones de kilómetros. A principios de este año, Tesla solicitó una patente para la tecnología de electrodos NCA monocristalinos, que puede aumentar la autonomía de la batería a más de aproximadamente 6.543,8+0,6.000 kilómetros.
Del contenido de la patente, el llamado NCA monocristalino tiene una proporción de níquel, cobalto y aluminio de 9,2:0,5:0,3, que contiene un mayor contenido de níquel que el NCA tradicional de 8:1,5: 0,5, lo que puede mejorar la vida útil de la batería y reducir los costes. Pero "Battery Day" no menciona esta tecnología.
Además de que la tecnología no está a la altura de las expectativas, el plan propuesto por Musk en este "Día de la Batería" también es demasiado incierto.
Un hecho importante es que las innovaciones tecnológicas mencionadas por Tesla esta vez se "lanzan por adelantado".
En el Día de la Batería, Musk hizo hincapié en esta serie de tecnologías de baterías. Tesla tardará aproximadamente 65.438+08 meses en adquirir las ventajas anteriores, y aproximadamente tres años en aprovecharlas por completo.
Pon un ejemplo. Con respecto al plan de expansión de la capacidad de producción mencionado anteriormente para baterías 4680, la compañía señaló claramente que con la tecnología y los procesos actuales, es extremadamente difícil lograr tal escala de expansión de la capacidad de producción, y es necesario optimizar la densidad de capacidad de los procesos existentes.
En otras palabras, las tecnologías que Musk mencionó en el Battery Day muestran su confianza tecnológica. Estas tecnologías son teóricamente alcanzables y Tesla tiene la capacidad de implementarlas, pero aún no se han hecho realidad. Todavía existe una gran incertidumbre y los inversores deben ser cautelosos.
Algunos juicios e ideas
Incluso si algunas tecnologías aún no se han implementado por completo, todavía apreciamos la confianza y la imaginación de Musk. A juzgar por la historia pasada, Tesla tiene pruebas reales y esas ideas no son engañosas ni infundadas.
Pero tengo que decir que Tesla todavía tiene mucho que promocionar en el futuro. Deberíamos ser relativamente cautelosos a la hora de invertir. Por lo tanto, hacemos las siguientes especulaciones relativamente razonables para su referencia.
En primer lugar, la tecnología actual de baterías de Tesla sólo es líder y no subvierte, y otros fabricantes de baterías tienen oportunidades obvias. Por ejemplo, Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. y LG Chem, que están tomando la ruta fuera de la NCA, todavía tienen ventajas competitivas en el desarrollo y escala de productos.
Y Musk dejó claro en el "Battery Day" que los diferentes modelos de posicionamiento de Tesla elegirán diferentes rutas de avance. Por ejemplo, los paquetes de energía y los automóviles de pasajeros que requieren un ciclo de vida prolongado utilizarán la ruta LFP, lo que demuestra que la batalla por las rutas de las baterías continuará y es probable que haya varias rutas funcionando en paralelo.
En segundo lugar, aunque Tesla quiere desarrollar sus propias baterías, es poco probable que sea autosuficiente en el corto plazo, todavía necesita proveedores de baterías como Panasonic y Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. Actualmente, el proveedor exclusivo de LFP de Tesla es Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. Especulamos que esta situación continuará y la vinculación entre Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. y Tesla se hará cada vez más profunda.
En tercer lugar, el “Día de la Batería” de Tesla refleja la demanda de Tesla de ciertos materiales para baterías. Por ejemplo, la demanda de Tesla de productos con alto contenido de níquel puede tener un impacto en las empresas de materiales de litio.
El último es el juicio de tendencias. El "Día de la Batería" de Tesla no mostró una tecnología revolucionaria, pero todas las tecnologías apuntan a un propósito: reducir costos y mejorar la eficiencia.
Por lo tanto, consideramos que una vez que Tesla complete su reducción de costos y mejora de la eficiencia, la competitividad de los vehículos eléctricos mejorará aún más después de la paridad de precios, y la brecha con los vehículos de combustible seguirá reduciéndose.
Quizás los vehículos de nueva energía reemplacen a los vehículos de combustible a gran escala más rápido de lo esperado.
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¡Por último, les deseo a todos unas felices fiestas dobles! ¡Que tengas unas buenas vacaciones!
Referencia
1 Valores de Zheshang. La decisión final es producir baterías de producción propia y las nuevas tecnologías ayudarán a optimizarlas.
2 Extraído de la patente original de Tesla para “Endless Ear Battery”
3 Lea ciencia. ¿La primera batería sin mesa de Tesla? Comprender los principios específicos.
Red de 4 leñas. ¿Qué "mostró" el Día de la Batería de Tesla?
Enciclopedia Baidu. Nanocables de silicio.