文丨雷科技（leitech）

北京時間凌晨4點半，在加利福尼亞州弗裏蒙特工廠，特斯拉召開了2020年股東大會暨"電池日"活動。

從去年就開始預熱，本該在今年四月份舉辦的特斯拉"電池日"，足足遲到將近半年時間。這場發佈會有超過17萬人在線觀看，大家都在期待特斯拉能放出什麼大招，是不是和之前媒體們的猜想一樣，會有顛覆行業的新技術誕生。

首先開始的是特斯拉股東大會。受疫情影響，此次特斯拉股東大會在線上召開，只有隨機抽取的少數股東來到了現場。有意思的是，現場參加股東大會的股東被安排在特斯拉車內觀看，並且以按喇叭的形式取代了鼓掌。

或許馬斯克也知道全世界在線觀看的人都在等待特斯拉自研電池登場，所以開場的股東大會僅用了半個小時，會議內容極其精簡。

特斯拉的Tera計劃

在正式公佈自研電池技術之前，特斯拉CEO馬斯克和CTO德魯·巴格里諾向大家介紹了一個全新的計劃—Tera計劃。

Tera是什麼意思呢？Tera是一個計算機計數單位，1Tera=1000Giga。也就是說，1Tera瓦時約等於1000GWh。

馬斯克表示：特斯拉想要真正實現100%純電交通，電池的生產能力還需要以如今的100倍速度成長，起碼需要10TWh的生產總量。

未來特斯拉將以TWh作爲衡量公司的發展，其中小型車/Robotaxi需要消耗1500GWh，主流緊湊車/中型車需要消耗3500GWh，豪華車/SUV需要消耗3500GWh，皮卡和卡車分別需要消耗1100GWh和3000GWh，才能達到公司預計的10TWh的生產總量。

2019年全球用於其他能源領域的電池量僅有6GWh。如果想要百分之一百實現馬斯克的宏偉藍圖，電池生產能力的成長速度需要乘以1600，最終才能到達10TWh的目標產量。

而特斯拉的整個Gigafactory1的電池產能纔有0.15TWh，想要實現20個Tera的"小目標"，需要2萬億美元級別的資金投入，需要280萬個工作崗位。這樣的規模，相當於135個特斯拉Gigafactory1工廠。

馬斯克還是覺得現在電池成本下降速度太慢，雖然電動汽車市場的份額正在增長，但是依舊沒有達到人人可以購買的地步。

所以特斯拉爲了降低電池成本，從電芯設計、電池生產、正極材料、負極材料、電池整合入車，從而減少電池生產成本，同時提升電池的性能。

新的電池專利：無極耳電池

在2019年11月，特斯拉就提交了新的電池專利，半年後專利被曝光，也就是現在所看到的"無極耳電池"。

傳統的圓柱形鋰電池是用正極材料塗抹在負極金屬箔長卷上，中間夾有一層電池隔膜，並需要在正極焊接上電極，以凸起與凹陷的額外物理結構區分，這個結構稱爲"極耳"。

放電過程即正極上儲存的鋰離子透過隔膜進入負極，電子通過外部線路從正極進入負極，充電過程則相反。

雖然傳統圓柱形鋰電池應用於消費電子生活的每個角落，正負極的物理區分設計合理，又貼心，但是當傳統圓柱鋰電池進入汽車領域，極耳會產生熱能的問題，反倒變成了累贅。

而特斯拉推出的無極耳電池，取消了會產生很多熱能的極耳，這樣就可以在電池尺寸和電量之間找到了最佳的平衡點。

無極耳設計的好處就是降低了內阻。由於電流移動的距離爲兩極垂直距離，並非兩極之間的長度，其使得兩極之間距離大大縮短。特斯拉稱內阻可以降低至原來的五分之一。

無極耳電極工藝，不僅能讓電流移動路徑縮短減小內阻，還能顯著降低電流偏移現象，產熱和散熱能力得到了顯著的改善，從而改善了電池的循環壽命以及其他性能。

特斯拉對"無極耳電池"新技術的指標提升總結是：5倍電能提升、6倍充放電功率和續航里程提升16%。同時，PPT上圖片也官宣了新款電池的尺寸和名字，因直徑46mm，高80mm,故命名爲4680。

此外，生產"無極耳電池"，實現了同樣的電能，又可以大量減少電池包裝的材料、金屬箔的使用、焊接的需要。

未來產能提升數倍

特斯拉不玩虛的，沒有用概念產品來忽悠大家，不露兩手，免得大家都快忘了誰是純電動車市場的"一哥"了。

其實，前不久在弗裏蒙特工廠旁邊的Pilot工廠（Roadrunner項目）正在生產此電池。其生產流程分成四步：電極生產、環繞電極片、組裝、排列。

首先是電極工藝，特斯拉用去年收購的Maxwell擁有一項技術—"乾電極"，即使用負極材料粉末，直接塗抹在金屬箔上，省去了大量生產工序，相較於溼式塗抹更安全。

在PPT上面提到"Simpieishard（簡約不簡單）"，馬斯克是想表示工藝的簡化並不意味着這是簡單的工藝。他還表示現在只是小規模生產，想要大規模量產，還需要攻克很多技術難點。

爲此，特斯拉表示僅需一條新的生產線，設計產能就能高達20GWh，單線產出輸出提升7倍。

特斯拉還表示會通過軟硬件來爲傳統的單個電芯定型加工升級，這單一工序的優化，可以投入的資本減少86%，生產流程縮短75%。

此工藝能夠在更小的空間內以更高的速度生產電池，以目前內華達州的Gigafactory爲基準，同樣面積採用新生產流程，可以從150GWh產量提升至1TWh，接近提升了10倍的產量。

不過，特斯拉今後仍然會和松下、LG、寧德時代合作採購電池，同時加速自產電池的產能。目標是2022年實現100GWh產能，2030年實現3TWh產能。

降低正負極材料成本

不知大家是否還記得特斯拉"電池日"海報隱藏的一個彩蛋—硅納米線。

德魯·巴格里諾表示硅是地球上最普遍的晶體元素之一，並且電氣性能極其優秀，相比於石墨可以存儲多9倍的鋰離子。但是在充滿電後，其體積結構會膨脹4倍，因此會導致結構損壞，從而折損了電池的壽命。

而特斯拉採用了"彈性離子聚合物"包裹住硅晶體，有效限制了其體積的膨脹，增加了硅作爲負極的穩定性，能夠增加續航20%。

除了負極材料之外，特斯拉電池的正極材料同樣有了新的進展。目前正極常用的材料裏面，鈷的成本是最高的，特斯拉也一直致力於降低鈷的成本，同時不斷提升鎳的含量。

從金屬的角度來講，鎳的能量密度最高，成本低，用鎳作爲主要材料，能夠實現穩定安全的結構，同時降低15%的正極材料成本。爲此，特斯拉表示希望能獲得更多鎳礦的合作。

另外，特斯拉也明確表示在2022年的新電池裏面，會移除鈷元素，並且每1KWh會降低15%的正極材料。

變粗的電池、電量的增加、成本的降低，今年特斯拉的"電池日"乾貨真的不少，可惜的是，如此厲害的黑科技要到2022年才量產，在座各位還是得做多兩年的等等黨了。不過呢，今天我們只是聊了特斯拉"電池日"的電能新技術，還有整車部分沒有聊。欲知後事如何，且聽下回分解。

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