特斯拉未能“秀肌肉”

新能源汽车系列第④章

作者:宋松

排版:松散

本文是一篇事件综述。北京时间9月23日凌晨,美丽的加州终于迎来了特斯拉的“电池日”活动。

一年一度的“电池日”是特斯拉“秀肌肉”的时候,通常在5月举行,但今年被疫情推迟到了上周。

还是因为疫情,这个“电池日”有点特殊。首先场地选在了室外。其次,参与者并没有像过去一样排队坐在凳子上听马斯克的“畅想未来”,而是都坐在自己的特斯拉汽车里,用喇叭表示欢呼和支持。

这一幕,乍一看还以为是特斯拉的专用停车场,有点开心。

这个“电池日”让马斯克的财富缩水了不少。“电池日”结束当天,特斯拉股价由涨转跌,一度下跌7.6%,市值缩水300亿美元,约合2033亿人民币。

当然,股价下跌不一定是电池日事件推动的。在最近的大环境不好的情况下,涨了不少跌了不少,尤其是特斯拉这种贵的科技股。在这种情况下,股价出现大幅波动的可能性更大。但不得不说,特斯拉这次展示的肌肉并不惊艳,也没有超出市场预期。

总之,评价一下这个“电池日”:特斯拉没有提出创新技术,没有颠覆现有的电池系统,只是改进了一系列技术,促进了有轨电车的降本增效。

我们采取先扬后抑的结构,按照老规矩,分成几个部分:

01特斯拉“展示”了什么?

02小于预期和不确定性

一些判断和想法

01特斯拉“展示”了什么?

简单总结一下,特斯拉在“电池日”提出了1电池,4大技术,2大车型,以及一些零星的计划。

“一个电池”

在之前的文章中,我们谈到了特斯拉Model3目前使用的2170电池。在这个“电池日”,特斯拉推出了下一代NCA电池-4680电池。

4680型号,顾名思义,是指直径46mm,高80mm的圆柱形电池,几乎和老型号2170一样高,直径明显大了一圈。

大电芯的能量密度更高,意味着构建同样能量的电池组所需的电池数量减少,其他元器件也相应减少,成本也会降低。

这和比亚迪的思维方式正好相反。虽然两者的目的都是为了提高有轨电车的寿命和控制成本。

比亚迪走LFP路线,成本相对便宜,但是单节电池能量低。所以比亚迪采用刀片技术,把电池做薄,这样可以在车上装更多的电池,从而增加续航里程。

特斯拉的NCA路线单电池能量更高但更贵,那就干脆把电池做大,能量密度更高,少装几块控制成本。

该公司声称,该类型电池能量提高5倍,转换寿命提高约16%,功率提高6倍。从数据上看,再次领先其他竞争对手一个位置。

与电池相关的是容量。从当时的直播来看,4680电池已经在特斯拉位于加州旧金山的弗里蒙特电池工厂进入试产阶段。

预计2026年底有效产能为100GWh,2022年底为100 gwh,2030年为1000GWh。

“四大技术”

第一,无极电池技术。

说实话,这个无极耳技术的原理我不懂,只能简单说一下。

最初,每个锂电池都有电池接头。电池极耳的作用是将正负极片之间传导的电子引流到电池外部电路,最终形成有效电流。1

换句话说,电流必须流经这些接头才能到达电池外部的连接器。但是,当电流必须总是沿着阴极或阳极流到耳朵,流出电芯时,电阻也会随着距离的增加而增加。

另外,由于耳片是额外的零件,增加了成本,带来了制造难度。2

所以特斯拉把拉环去掉了,直接把每层靠近两端的位置改成导电材料,这样就可以直接传输电流,避免了拉环中电流传输的损失。三

无极耳的设计除了降低损耗,还省去了复杂的焊接工艺,使生产速度提高了7倍,从而降低了成本。无极电池技术将应用于4680电池。

第二,干电池技术。

在锂离子电池的生产中,需要将正极材料和负极材料分别涂覆在相应的集流体上。集流体通常是铝箔或铜箔。

在传统的生产过程中,这种涂层需要一种特殊的粘合剂与阳极和阴极粉末混合,以粘附在集流体上。这种特殊的粘合剂由两种化学物质组成,其中一种是剧毒且易挥发的有机溶剂NMP(即N-甲基吡咯烷酮溶剂)。

由于NMP,传统生产过程中需要大量的干燥设备(一般一条生产线长约100米,干燥设备约占60米)来去除极板中的NMP和水分,这无疑延长了生产周期,增加了生产成本。

特斯拉通过收购电池公司Maxwell获得了干电池技术。干电极工艺使用固体粘合剂,涂层完全没有NMP。因此,干电池技术可以提高单个生产线的生产能力,降低成本。

第三,涂层硅阳极技术。

在上一篇文章中,我们分析了新能源电池负极技术多年来变化不大,主要以人造或天然石墨为负极材料。

但石墨的比容量有限(一般为372mAh/g),所以现在的热点是用理论容量更高(一般为4200mAh/g)的硅基负极材料替代石墨。

比如特斯拉2018年底推出的高续航新车型Model3,采用高镍NCA结合硅碳复合阳极材料,续航首次突破600公里。

但目前的硅基负极材料存在明显的缺点,如多次充放电循环后体积膨胀明显、循环寿命缩短、容易引发安全事故等。

因此,目前只能在石墨阳极中加入极少量的硅(3%~8%)。然而,这个“电池日”,被特斯拉收购、专注于硅阳极研发的创业公司SiLion有了新的解决方案。

SiLion的新硅阳极技术。针对传统硅碳阴极的膨胀问题,新工艺在硅阴极上包覆不导电的弹性材料,形成稳定的网状结构,抑制膨胀。

包覆金属硅一方面可以稳定硅的性质,另一方面可以增加硅的比例,从而提高电池寿命,降低成本。

第四,车电融合。

特斯拉开发了一种全新的车身结构,将电池组设计成车身结构,将电池组与车身前后部融为一体。这种结构带来了超高强度的车身,车辆重量分布更接近中心,带来了更灵活的操控。

为了实现这一设计,特斯拉专门开发了一种前所未有的新配方合金材料来加强车身强度。这种车身结构将使续航里程增加14%,整体结构重量减少10%,减少370个零件。四

“两种主要型号”

基于上述1电池和四项技术,特斯拉声称短期内将有质的变化:特斯拉每千瓦时的电池成本将降低56%,续航里程将增加54%,投资和生产成本将降低69%。

基于此,特斯拉提出了一个小目标。也就是说,三年内将开发出一款售价约2.5万美元(654.38+0.7万人民币)的电动汽车。

此外,特斯拉在电池日首次推出了配备新动力系统(使用新电池4680)的格子模型。

新车型将于21交付,最大功率超过1100马力,四分之一英里加速时间不到9秒,已超越全球众多内燃机超跑。

最后,马斯克也做了一些零散的计划。例如,他透露,全自动驾驶系统Autopilot的测试版将在未来一个月左右发布。

以上是特斯拉“电池日”的主要内容。

02小于预期和不确定性

这种“肌肉秀”之所以不那么成功,是因为人们的期望值比较高。从特斯拉自己的专利申请、企业宣传和媒体报道来看,这个电池日应该更具颠覆性。

但有些技术显然没有提上日程。

首先是新电池的负极没有使用硅纳米线材料。此前有传言称,特斯拉可能通过与Amprius的合作,在锂电池中使用硅纳米线作为负极材料。

硅纳米线是一种新型一维半导体纳米材料。纳米线的直径一般约为65438±00n m,内晶核为单晶硅,外层有SiO2 _ 2涂层。五

Amprius公司创始人崔屹教授发表科研文章称,采用该技术进行10次充放电后,电池的充放电容量仍可维持在3541/3193 mAh/g左右,是目前石墨材料的十倍。

但是《电池日》中并没有关于这种材料的信息,《电池日》中披露的新阳极方案只是结构上的变化,并不是材料上的根本变化。

其次,这个“电池日”并没有提到无钴电池和百万公里电池。

先说无钴电池。特斯拉经常在没有钴电池的情况下释放烟雾弹。我们之前也分析过,特斯拉目前NCA电池路线的钴含量并不高。

但是钴的价格又高又稀有,在这款NCA中并没有明显的作用,所以特斯拉一直想达到一个无钴的结果。前段时间有传言说特斯拉有无钴电池,结果钴价暴跌,结果后来又被辟谣。

反正从目前来看,电池日没有关于无钴的消息。推测钴只能短时间低,不可能做到无钴。

数百万公里的电池还没有得到证实。今年年初,特斯拉申请了单晶NCA电极技术专利,可使电池续航里程超过约654.38+0.6万公里。

从专利内容来看,所谓单晶NCA就是镍、钴、铝的比例为9.2:0.5:0.3,比传统NCA的8:1.5:0.5含镍量更高,可以提高电池寿命,降低成本。但是《电池日》并没有提到这项技术。

除了技术不及预期,马斯克在这个“电池日”提出的计划也太不确定了。

一个重要的事实是,特斯拉这次提到的上述技术创新都是“提前发布”。

在电池日,马斯克强调了这一系列关于电池的技术。特斯拉形成上述优势大约需要65,438+08个月,完全实现大约需要三年时间。

举例说明。对于之前提到的4680电池的产能扩张计划,公司明确指出,以目前的技术和工艺,要做到如此规模的产能扩张难度极大,现有工艺的容量密度需要优化。

换句话说,马斯克在电池日说的这些技术显示了他的技术自信。这些技术理论上是可以实现的,特斯拉也有能力实现,但目前还没有真正实现,还存在很大的不确定性,投资者需要谨慎。

一些判断和想法

即使有些技术还没有完全落地,我们还是很欣赏马斯克的自信和这种想象力。从过去的历史来看,特斯拉是有真凭实据的,那些想法不是忽悠人,也不是空穴来风。

但不得不说,特斯拉对于未来的推进还是挺多的。我们应该对投资相对谨慎。所以做以下相对合理的推测,供大家参考。

第一,特斯拉目前的电池技术只是领先而不是颠覆,其他电池厂商有明显的机会。比如走非NCA路线的当代安培科技有限公司和LG化学,在产品开发和规模上仍然具有竞争优势。

而且马斯克在“电池日”明确表示,特斯拉不同的定位车型会选择不同的正向路线。比如需要长循环寿命的动力包和乘用车会用LFP路线,证明电池路线之争还会继续,很可能会多条路线并行。

第二,尽管特斯拉想开发自己的电池,但短期内不太可能自给自足,它仍然需要电池供应商,如松下和当代安培科技有限公司。目前,特斯拉LFP的独家供应商是当代安培科技有限公司,我们推测这种情况将持续下去,当代安培科技有限公司与特斯拉之间的绑定将越来越深。

第三,特斯拉的“电池日”反映了特斯拉对某些电池材料的需求。比如特斯拉对高镍产品的需求,可能会对上游锂材料公司产生影响。

最后一个是趋势判断。特斯拉的“电池日”并没有展示革命性的技术,但所有的技术都在指向一个目的:降低成本,提高效率。

因此我们判断,一旦特斯拉降本增效完成,平价后电动汽车的竞争力将进一步提升,与燃油汽车的差距将不断缩小。

或许新能源汽车大规模取代燃油汽车的步伐可能会比预期的更快。

注:本文不构成投资建议!本文不构成投资建议!本文不构成投资建议!

最近买了大榭高瓴资本创始人章雷的《价值》一书看了,收获颇丰。

随后,我们将在几篇文章中谈到投资的“道”,并梳理章雷在书中所说的以及如何理解价值投资。敬请期待!

最后祝大家双节快乐!祝你假期愉快!

参考

1浙商证券。自产电池是最终决定,新技术助力电池优化。

2摘自特斯拉“无尽耳电池”原专利

3读理科。特斯拉首款无极耳电池?了解具体原理。

4砍柴网。特斯拉的电池日“显示”了什么?

百度百科。硅纳米线。