馬斯克 汽車商業(yè)評論配圖
特斯拉多年來一直在研究新的電池技術(shù),預(yù)計這些努力將在9月22日舉行的“電池日”讓外界驚嘆不已。
電池研究領(lǐng)域主要關(guān)注的方面包括能量密度、充電和放電速度、使用壽命、循環(huán)使用性能、成本以及制造過程。行業(yè)人士表示,特斯拉的電池日可能向外界展示該公司在這些方面都取得了很大的進(jìn)展,如果這樣的話,電動汽車價格有望進(jìn)一步下降,能源存儲性能將進(jìn)一步提升,甚至還會出現(xiàn)電動飛機(jī)。
預(yù)計特斯拉將在電池日詳細(xì)介紹電池技術(shù)方面的進(jìn)展。在當(dāng)天的公司股東大會結(jié)束后,電池日的直播活動將立即舉行。馬斯克在今年1月份曾表示,今年的電池日將是特斯拉歷史上最令人興奮的時刻之一。
特斯拉在電池領(lǐng)域的研究有兩個重要的支撐。第一個是國際上著名的鋰電池專家杰夫·達(dá)恩(Jeff Dahn),作為加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)的教授和加拿大科學(xué)院院士,達(dá)恩是鋰離子電池研究領(lǐng)域的先驅(qū)人物。
2016年,特斯拉和達(dá)恩開始在電池研究方面進(jìn)行合作,雙方取得的最重要的突破之一是研發(fā)出了可以識別電池內(nèi)部無效率部分的設(shè)備。一個電池就是一個封閉的系統(tǒng),如果這個系統(tǒng)里存在任何無效率的部分,即使只占0.1%,也會導(dǎo)致電池性能迅速下降。
達(dá)恩逐漸弄清了那些導(dǎo)致電池性能下降的因素,然后采取措施減少這些因素。2019年9月,他在《電化學(xué)學(xué)會》雜志上發(fā)表了一篇研究論文,詳細(xì)介紹了生命周期中續(xù)航里程高達(dá)100萬英里(約161萬公里)的電池。
目前特斯拉Model 3車型的目標(biāo)是,在使用八年或行駛12萬英里(約19.3萬公里)之后仍保留70%的電池性能。一款成功的百萬英里電池可以提高特斯拉二手車的價值。
特斯拉電池研究的另一重要支撐因素是麥斯威爾科技公司(Maxwell Technologies),特斯拉在2019年2月以2.18億美元收購了這家公司。
該公司正在研究所謂的干電極技術(shù)。在制造常規(guī)電池時,制造商會在電極箔上涂上濕漿,然后使用干燥程序來讓材料變干。干的電池電極,顧名思義就是跳過了這個過程,從而加快了制造速度。
這種技術(shù)還可以防止電池性能快速下降,因?yàn)橹圃爝^程中不會將液態(tài)溶劑放入電池中。這意味著這種方法生產(chǎn)的電池隨著時間的推移將具有更好的性能,可以儲存更多活性材料,這相應(yīng)意味著更大的能量密度。
干的電池電極與固態(tài)電池不同,固態(tài)電池是在類似討論中時常會出現(xiàn)的另一個術(shù)語。在液體電解質(zhì)的情況中,目標(biāo)是使離子通過液體。對于固態(tài)電池來說,目標(biāo)是使離子穿過固體材料。支持這項(xiàng)技術(shù)的人聲稱,這可以帶來巨大的好處,擺脫引發(fā)燃燒的設(shè)計。
如果固態(tài)電池能夠正確地設(shè)計出來,這是非常有前景的,但是到目前為止,還沒有人制造出像液態(tài)電解質(zhì)一樣在各方面表現(xiàn)良好的固態(tài)電解質(zhì)。
預(yù)計特斯拉的電池技術(shù)在各個方面都取得了進(jìn)展,每個方面的性能提升有望達(dá)到20%至30%。業(yè)內(nèi)人士表示,這是一項(xiàng)了不起的成就,杰夫·達(dá)恩甚至可以獲得一個諾貝爾獎。2019年,美國科學(xué)家約翰·古迪納夫(John B. Goodenough)、英國科學(xué)家斯坦利·威廷漢(Stanley Whittingham)以及日本科學(xué)家吉野彰(Akira Yoshino)因鋰離子方面的研究成果而獲得諾貝爾化學(xué)獎。
此前有消息稱,特斯拉在電池日將會通過推出一款搭載了新電池的汽車來展示最新的電池技術(shù),不過如果過早釋放更先進(jìn)電池的消息,但制造和交付無法跟上,那么特斯拉可能遭遇“奧斯本效應(yīng)”,即過早宣布高端產(chǎn)品,但遲遲無法交貨,這會導(dǎo)致消費(fèi)者的購買欲望急劇下降。
不過特斯拉不太可能立即在所有的電池生產(chǎn)中使用最新的技術(shù),在一些重要車型中使用最新的電池也將是一個緩慢的過程。
另外,新電池的價格可能比以前便宜很多。目前特斯拉電池的價格為100美元/千瓦時左右,電池組的價格可能為150美元/千瓦時。隨著時間的推移,如果電池價格降到每千瓦時70美元至80美元,特斯拉可能開始考慮提供售價為2.5萬美元的汽車。
特斯拉已經(jīng)在汽車制造方面進(jìn)行了重要的改進(jìn),例如制造Model Y時采用的巨型鑄造機(jī)械,此舉幫助特斯拉降低了成本,加快了制造過程,這種改進(jìn)同樣會出現(xiàn)在電池領(lǐng)域。
換句話說,特斯拉有可能發(fā)布世界上成本最低的含鎳電池化學(xué)物,同時也擁有最高的能量密度,而且不含鈷,雖然特斯拉可能不會將這些電池方面的改進(jìn)馬上投入到生產(chǎn)線,但這在全世界加快向清潔能源轉(zhuǎn)變時是重要的一步,也會推動特斯拉市值進(jìn)一步上升。
馬斯克最終可能會將最新的電池技術(shù)用在能夠產(chǎn)生最大經(jīng)濟(jì)效益的車型上,然后逐漸推廣到更多車型。
特斯拉在電池方面的不斷創(chuàng)新還可能帶來一種我們以前從未想過的新型運(yùn)輸方式。馬斯克曾經(jīng)數(shù)次提及電動飛機(jī),就在上個月,馬斯克聲稱,電動飛機(jī)如果想正常飛行,那么電池的能量密度需要達(dá)到400瓦時/千克。2018年時,電動汽車電池的能量密度是250瓦時/千克,400瓦時/千克電池的大規(guī)模生產(chǎn)可能需要等到三年之后。
因此,在9月22日舉行電池日時,如果特斯拉推出一款小型短程電動飛機(jī)也不足為奇。