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这是特斯拉历史上最激动人心的日子。经过近半年的苦等,特斯拉的新电池来了。
北京时间 9 月 23 日凌晨 4:45,特斯拉股东大会暨电池日活动揭幕。特斯拉在发布会上带来了全新的 4680 无极耳电池,经过几年的酝酿,特斯拉再一次在核心的电池领域放出大招。马斯克认为,这一新的电池设计将进一步提升电池能量密度,降低成本,最终突破电动车的产品、市场瓶颈。
新的电池产品将在 2022 年开始生产。特斯拉 22 日股价下跌 5.6%,在发布会结束的时间点,特斯拉盘后股价继续下跌超过 6%。
由于疫情影响,特斯拉开创了全新的活动形式,在位于美国加州的大会现场像汽车影院一样,每个线下参会者都坐在 Model 3/Y 里,以确保会议过程中参会者之间保持社交距离。发布会全场以汽车喇叭代替了鼓掌。
图 | 股东大会现场
作为全球纯电动车的代表公司,特斯拉在今年股价一路高歌猛进,来到 400 多美元,市值来到约 4000 亿美元。
新能源潮流席卷全球的这几年,特斯拉风暴强势刮过全球汽车产业,在事实上已经改变了传统汽车市场的走向,百年车企转向新能源、智能化,一众造车新势力接连露头。
诚然,现在的动力电池格局已经和之前有着天翻地覆的变化。包括宁德时代在内的电池厂商在全球市场上都已经成为绝对的头部公司,加入到了汽车这个万亿市场当中。
在电动化已经不可逆的今天,特斯拉的一举一动都将会对整个行业产生影响,而电池日则是特斯拉今年最重要的一次活动,马斯克甚至称电池日是特斯拉历史上最重要的事。
电池性能提升惊人
马斯克表示,电动汽车的市占率已经来到了一个瓶颈,突破这个瓶颈需要电池领域的真正创新。
在发布会上,特斯拉正式发布了 4680 全新尺寸的无极耳电池。
图 | 4680 电池
长度增加,直径变大,4680 电池意味着电芯的直径将达到 46 毫米,长度为 80 毫米。相比之下,目前特斯拉 Model 3 使用 2170 电池直径为 21 毫米,长度为 70 毫米。尺寸的改变,让 4680 电芯容量较之前增加 5 倍,增加 16% 的续航,功率为之前的 6 倍。
从最早 Model S/X 搭载的 18650 电池到 Model 3 搭载的 2170 电池,特斯拉在通过“大圆柱”达到提升电池能量密度、降低电池成本的目的。但在 2170 之后,特斯拉在数年时间里都未再更新自己的电池设计。
而在今天,特斯拉一举将电芯的直径和长度双双提升。
“64 毫米直径是一个最好的尺寸,但电池变大会带来散热的问题,所以我们要减少电池的产热。”马斯克在会上表示,“我们要做的是,降低每千瓦时的成本,同时提升能量密度。这个是需要工程和制造环节的创新,来让我们的电池更加便宜。“
更大的电池尺寸、无极耳电池设计或将引领动力电池的新一波潮流。通过采用大电芯方式,降低成本,提高集成效率,提升体积能量密度和重量能量密度。
在尺寸的变化之外,无极耳电池是特斯拉放出的另一个大招。
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。
极耳是电芯中的重要金属导体,但是它会增加电芯的内阻,让电池充电时热量过高,影响电池寿命,也带来安全性问题。
本次特斯拉推出的无极耳电池,电子流通距离更短,让能量密度更高,散热效果更好。
其实在今年 5 月,特斯拉就首次披露“无极耳”电池专利,核心思路就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,最终的目的就是降低电池的内阻,达到马斯克所说的减少电池发热量的目的。通过这一做法,电池的直径可以变得更大,提升能量密度。
在专利申请中,特斯拉解释了传统极耳电池的局限性:“当前的电池使用卷式设计将多层材料压成薄片之后再卷起来,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。
这个过程中,电流必须流经这些极耳才能到达电芯外。但是,当电流在往外跑的过程中,电阻也会随着距离的增加而提高。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。”
根据此前 Eletrek 的报道,特斯拉目前正在弗里蒙特建造一条试验生产线,大批量生产无极耳电池。据知情人士透露,特斯拉也正在从试点生产线中进行学习,未来将自己打造能够量产无极耳电池的设备。
目前在内华达州的工厂生产线上,在 2018 年实现了 150Gwh 的电池产能。特拉斯的目标是,到 2030 年,实现 3Twh 产能。
多项创新组合,或将电池成本降低 56%