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特斯拉Cybertruck电池生产的技术挑战

日期:2023-12-25    来源:全球汽贸网  作者:Stevie

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2023
12/25
16:26
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关键词: 特斯拉 新能源汽车 电动汽车电池

12月23日,埃隆·马斯克表示,原型很容易,但生产是一场噩梦。就等待已久的Cybertruck而言,特斯拉的“难点”在于其开创性的4680电池。

(图片来源:汽车新闻)

特斯拉上个月交付了其未来主义的不锈钢电动皮卡,CEO马斯克在10月份表示,到2025年某个时候,Cybertruck的年产量可能会达到25万辆。但据了解此事的9人称,特斯拉离那种生产速度还有很长的路要走,其中主要瓶颈之一是Cybertruck所使用的新的干法涂层技术制造4680电池的速度。

根据路透社基于公开数据和消息人士提供的未公开数据的综合计算,特斯拉的德克萨斯超级工厂目前每年只能生产足够为约2.4万辆Cybertruck提供动力的4680电池单元,仅达到所需产量的十分之一。

通过使用干法涂层电极大幅提高电池产量,而不是使用速度较慢、成本更高的湿式涂层,是特斯拉在2020年预测降低电池成本超过一半、显著减少投资并创建更小、更环保的工厂的关键因素。

这9位消息人士要求匿名透露,特斯拉尚未解决干法涂层在工业规模上制造4680电池以达到生产目标的问题。

这些人表示,在4680电池中,阳极的干法涂层并不成问题,但特斯拉在阴极上使用同样的技术时遇到了困难,而阴极是电池中最昂贵的组件。

他说:“但迄今为止,还没有人在大规模、高速的情况下将其应用于大型电动汽车电池。特斯拉是第一个尝试商业化的公司。”Yuan Gao在该行业工作了三十年。他说:“挑战在于,特斯拉不仅需要扩大规模并加快生产速度,还必须开发自己的设备和工具。可以说这是一项艰巨任务。”

特斯拉对路透社提出的详细问题没有做出回应。

01

破解密码

据三位消息人士透露,Cybertruck中的4680电池包括约1,360个单独的电池单体。

这意味着特斯拉每年需要生产3.4亿个电池单体,或者近百万个电池单体,以供应25万辆电动皮卡,而该市场正处于竞争激烈的状态,竞争对手包括福特的F-150 Lightning、Rivian的R1T和通用汽车的一款电动Hummer。

根据特斯拉的数据,经由路透社计算,特斯拉的奥斯汀工厂目前需要大约16周时间生产1,000万个4680电池单体。这相当于每年3250万个电池,或者说足够24000辆皮卡使用——而且这还仅限于Cybertruck。

特斯拉还计划使用4680电池为其他车辆供电,尤其是公司计划在2020年代中期推出的售价为25,000美元的小型汽车。

特斯拉在加利福尼亚州弗里蒙特有一些有限的4680电池生产能力,但该工厂主要用于试制生产。特斯拉的长期电池供应商之一松下计划在美国建立至少两家工厂,但目前只在第一家工厂开始动工。

九位知情人士中的两位认为,特斯拉在扩大4680电池生产方面的进展可能会逐渐加快,特别是一旦在一个生产线上实现了稳定的生产技术。

他们表示,特斯拉一直致力于首次生产出无瑕疵的电池,并建立稳定的生产技术。这是一个耗时的过程,但其中一位称:“一旦你破解了秘密并确立了稳定性,就像指数增长一样。”

这位人士表示:“速度会加快。干法涂层已经取得了很多进展。”

特斯拉的电池专家Drew Baglino十月表示,该公司目前在奥斯汀的两条生产线上生产4680电池,并计划分两个阶段在那里安装总共八条生产线,最后四条生产线计划于2024年末投入运行。然而,上述两位消息人士中的一位表示,复制已建立的生产技术并将其应用到下一个生产线并不容易。

该消息人士表示,盈利的生产线上只有约5%的电池单体被废弃,但废品率可能会上升至30%至50%,并在每条新生产线投入运行的几个月内保持在这个水平。

其中一位消息人士表示,特斯拉的阴极干法涂层方法并没有比旧湿法涂层更快,尽管废品率已降至10%至20%。

本文中的Drew Baglino未回复置评请求。

02

“一团糟”

消息人士表示,消息人士称,特斯拉正在努力将包括锂、锰和镍在内的阴极材料与粘合剂混合,并将它们粘贴到金属箔上以生产阴极,而无需使用水分。

其中两位消息人士表示,这个过程在小批量试验中是有效的,但当特斯拉试图扩大规模时,会产生大量热量,导致粘合剂(据其中一位消息人士称为聚四氟乙烯,即Teflon)熔化。

另一位消息人士表示:“如果将胶水熔化,很快一切就会变成一团黏糊糊的混乱物。”

消息人士称,特斯拉面临的同样问题是用于涂覆金属箔以生产电池电极的机器,该设备类似于带有大滚筒的大型杂志和报纸印刷机。为了加快电池生产,特斯拉正试图同时以高速涂覆多条磁性箔带上的活性电池材料。

为了加速电池生产,特斯拉正在尝试同时高速地在多条磁箔上涂上活性电池材料。这要求使用大型宽幅滚筒,并施加巨大的压力将材料压到箔上。但由于滚筒大而宽,均匀施加压力成为一个挑战,消息人士表示。

消息人士称,当压力不均匀时,特斯拉会获得表面和厚度不均匀的电极,这对于其电池电芯来说是无用的,需要被废弃。

更为困扰的是,特斯拉的Baglino在3月份的一次电池会议上表示,特斯拉仍在建立一个全新的质量验证系统,以便筛选出涂层存在缺陷的电池。

其中一位知情人士表示,具体来说,这是关于在特斯拉的电池开发、制造和使用过程中构建数据基础设施,因为在某些情况下,缺陷可能隐藏在涂层中,数月后才会显现出来。

换句话说,特斯拉目前还不知道哪些干电池是好的,哪些需要报废,这位消息人士表示。

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