東吳電新:特斯拉電池日-紀要速記

2021-01-11 金融界

來源:金融界網站

電池日報告

目標1:以Twh來衡量自己的電池產能,遠期規劃10Twh。

20Twh相當於現在規模135家超級工廠,所以需要更大的電池工廠。不僅僅是成本的問題,我們需要更多的人力和機器規模來達到。

目標2:讓車更便宜,計劃將電池生產成本減半

要讓電池更便宜,讓製造過程更便宜。

從五個方面去看我們的成本下降和技術路線。

電芯環節:

電芯結構:封裝套、極耳、卷繞結構、正負極、隔膜、電解液。

18650電池到21700電池,電池容量提升了50%,我們和松下、LG、catl達成了合作,未來會有更大的合作。電池越大容量越來越大,但是散熱和電阻會出現問題。因此我們把產熱的東西消除掉,無極耳電池我們通過雷射技術把極耳去掉,電池流通距離更短,效率更高。我們做了很多實驗,結果還是滿意的,希望能實現量產無極耳電池的設計。

新的電池結構,直徑從21變成46cm,即4680型號電池,能量增加5倍,同時增加16%的續航,功率也提升了6倍。同時由於解決了連續生產問題,特斯拉電池生產線的速度提高了7倍。

僅僅是外形因素的改變,就能將每千瓦時的成本降低14%,但特斯拉還沒有做到這一點。能量密度實際可能能達到200wh/kg,甚至更高。

工藝流程:進行大幅簡化。

乾電極:先對電極進行溼法處理,然後進行幹法處理加工。乾電極粉狀材料壓成膜。乾電極能夠簡化工序,簡化了10倍的工序。

組裝:組裝線關鍵要實現連續性的組裝,我們1條組裝線對應20gwh,效率提升了7倍。我們的團隊能夠幫助設備更好的一體化設計,進行系統性的生產。

定型:傳統的是單個電芯定型加工,我們希望通過電子系統,我們成本節省86%成本,節省75%的程序。

未來1Twh的產能只需要更小的工廠空間,之前同樣的空間只能達到150gwh設計產能。

電池產能規劃:我們預計2022年到100gwh。2030年到3Twh。

正負極材料

負極:解決矽膨脹問題,成本降5%,續航增20%

矽的儲備很豐富,但是問題在於矽會膨脹,同時矽和隔膜會凝結,變成凝膠狀。當下我們用高彈性的材料來抑制膨脹,比如氧化矽或者矽納米材料。但是我們考慮從原材料重新設計,改變材料結構,我們的矽材料成本降5%,到1.2美元/kwh,而且續航提升20%。

正極:高鎳是趨勢,2/3的鎳和1/3的錳滿足要求

需要一個穩定的結構保護鋰離子。從金屬的角度來講,鎳能量密度最高,成本最低,需要用到越來越多的鎳。但是鈷可以讓整個結構更穩定,我們一直努力實現無鈷,最終實現15%正極成本的下降。

我們希望能獲得更多鎳礦的合作。

需要三部曲來逐步實現,鐵、矽錳、高鎳這三步,實現電芯的高能量密度。2/3的鎳和1/3的錳,這樣的材料是同時滿足能量密度和成本的。對於儲能、整車需要長循環的可以用鐵鋰電池(LFP batteries for standard range),對於長續航汽車可以用鎳錳電池,對於質量大的皮卡和卡車可以用高鎳電池。

宣布在北美建立正極生產工廠。公司會在美國對鎳和鋰要實現本地化生產線和供應鏈。正極設計的過程多樣化,我們從鎳礦裡面提取的過程得到簡化,整體流程簡化了66%。同時我們可以應用到電池回收的角度。

另外鋰全球儲備資源很豐富,我們如何更聰明的把鋰礦開採出來很重要。

我們計劃下個季度開始電池材料回收的試點,使得材料回收更加有效,但是資源的回收存在時間差,可能有10年時間的之後。

電池系統設計:

將把電池直接內置在汽車結構中,這項創新的靈感來自飛機機翼上的油箱。結構電池將減輕車輛的整體重量。這將減少所需零件的總數(減少370個零部件)並加快生產速度。而且最重要的是,這還將使每千瓦時的成本降低7%。

(類似CTP),把模組環節的材料節省,重量減少10%,提升能量密度和操控性。

鑄造出新型的合金,車尾成為一體的結構,車的前身也可以一體的結構,根據流線型進行整體結構的涉及,這是我們材料團隊的在負責。

整體成本會加速優化,開啟了新的軌道,長期的規劃有很大的推動作用。

新款model s發布,明年交付。現在就可以(在美國)接受預訂,交付日期定於2021年底。這將是特斯拉至今為止續航裡程最長的車型,超過520英裡(836公裡)。該車型性能達到了跑車水平,可在不到2秒的時間裡加速至160英裡/每小時。該車型普通版售價為89,490美元,三電機版售價為134,490美元。

未來願景:2.5萬美元的車型會應用這些技術。而且不僅僅是這些車型,還有一些跑車的設計,也讓更多人買得起電動車。未來三年希望能設計出2.5萬美元,配備新電池的電車。特斯拉將會專注於保持微薄的利潤,並把節省的成本轉移到客戶身上,讓他們更容易買得起特斯拉電動車。

問答環節:

Q:新車叫什麼

A:在柏林生產電池,叫什麼還沒定。

Q:家具暖通產品?

A:我們希望能提升暖通效率。比如我們modelY上的熱泵,效率就很高。家庭的暖通系統可以堆棧,堆多個暖通產品,可以用作預熱等。明年會進一步推進。

Q:cybertruck有沒有環境控制功能

A:我們會考慮加進去的。

Q:長期傳統車行業怎麼看?

A:未來不存在。可能有點過頭,但是長遠來看,可能會有一定存在,但是存在感 不強。

Q:電池技術來講,皮卡的生產是很受美國歡迎的,產量方面是否有預期?

A:量來講,我們的需求很大,現在超過50萬輛,接近60萬輛的訂單量。我覺得每年20-30萬,甚至更高是可以實現的。直接在德州生產並交付,也可以有租賃的形式。

Q:電池相關的鋰、鎳產業,未來我們會用什麼材料?尤其上材料供應如何解決?

A:我們可以在電芯生產中保證我們的生產。鐵資源比較豐富,鎳我們會努力去安排。所以如果正極是基於鐵或者鎳,就有不同的計劃。還有矽用於負極,我們也會整合。

電動車我們最注重的是效率,不同續航車型中用不同的電池,比如鐵鋰用中續航電池,垂直整合的技術路線是我們設計正極材料的時候跟礦產業就有深入合作。我們材料選擇需要更聰明一些,去保證自己材料供應的連續性。

Q:是否會和音樂公司合作?

A:還沒有考慮太多,我們在特斯拉汽車上可能會提供更多的娛樂資源,但是可能需要未來進一步的規劃。

特斯拉可能會超額生產電池,並向其他汽車廠商供應電池。

Q:陰極耐久性問題

A:我們希望能實現的不僅僅是陰極製備問題,一方面是材料、一方面是步驟簡化。

19年影響報告

特斯拉是唯一一個在中國擁有100%自己工廠的外資車企。希望上海能有100萬輛的產能規劃。

特斯拉交付量在2019年增長了50%,在2020年,儘管受到了疫情的影響,但特斯拉交付量仍將增長30-40%。今年ModelY實現量產,現在四款量產的車。特斯拉連續4個季度實現了盈利。同時流動性在不斷提升。我們從車的訂購到交付周期很重要,這個時間越短越好。我們很快在其他大洲也會有自己的工廠,來保證縮短交付周期。我們美國德州的工廠也很重要,使得東海岸可以交付。我們希望每個大洲都有一個工廠。

自動駕駛,行業平均水平是每百萬英裡就會發生2.1起事故,如果啟用特斯拉Autopilot,那麼事故概率只有0.3起/百萬英裡。馬斯克表示,他相信特斯拉自動駕駛車輛能比人類安全10倍。

製造技術,從機器的設計本身是最挑戰的環節,車的設計有很多細節,比工廠設計複雜很多,量產比原型車難更多。我們會有上海二期的擴建,德州、和柏林工廠的建設,特斯拉將會進入新的階段。未來的製造會有更高效的水平。

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