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特斯拉德州工厂量产1000万只电池意味着什么?

2023-06-26 13:44:58    来源:哔哩哔哩

6月17日,特斯拉在推特账号上宣布,其得州工厂第1,000万只4680电池下线了

新闻立刻在国内的电池圈和电车圈被热烈讨论起来,但多数人的评价都比较负面,总体的感觉还是觉得特斯拉的4680电池进度太慢了,和当初电池日上 Musk 承诺的 4680 量产时间严重不符。


(资料图片仅供参考)

那么得州工厂量产的这第1,000万只4680电池,到底意味着什么呢?从这条新闻中,我们能得到什么有用的信息吗?

一、第1000万只4680,该恭喜吗?

首先,我们看到在这条推文下面有1755条留言之多。其中绝大多数都是表示祝贺的,但也有少部分人例外。

比如这位叫 Dillon 的人就说:“特斯拉的4680电池就是 CGI(电脑图形),就像特斯拉的 Cybertruck 一样,永远也实现不了。他还说:作为一个知道真相的人,我恭喜你们!一家汽车公司在“闭门造电池”,还不和人合作。这太疯狂了。”

又比如,另一个叫做Machine的网友说:这是非常非常缓慢的进展 。

还有的网友,没有搞清楚这个声明的准确含义,他的质问引来了很多人的回应。

这位叫做Tesla Chunk的人说:“每节4680电芯是98Wh(笔者团队拆解实测是84Wh)的话,生产一个100度电的电池包就需要1020个单体,那一周生产1000万只电池的话,就相当于一周生产9803辆 Cybertruck 呗。”

然后我们大家都熟悉的Limiting factor纠正说:“你算错了,这接近1万辆的 Cybertruck 要平均到9个月里——潜台词是说,特斯拉的消息是说,到6月17日这周,特斯拉的得州工厂累计生产了第1000万只电池。

而Limiting factor的回答还告诉我们,特斯拉得州工厂是9个月前才开始量产4680电芯的。”

9个月前,也就是去年10月,特斯拉开始在得州工厂量产第二代4680电芯。

去年4月8日,我们一起见证了特斯拉得州工厂的开业仪式。也正是在那次活动上,特斯拉发出了他们的第二代4680电芯生产的细节视频。

还有一位叫 Beezhan 的网友写得比较深刻。

他说这第1000万只电池之所以是非常重要的里程碑,主要有七个方面的原因:

1.第二代4680提高了能量密度(据笔者拆解实测,第一代电芯能量密度不到240Wh/kg)且改善了性能;

2.第二代4680电池解决了里程焦虑(同样是每车828颗电芯,能量密度大了,续航里程就变长了);

3.扩大4680生产规模,可以降低成本(特斯拉在第一季财报会上宣称,得州4680工厂的成本支出比典型的量产电池工厂减少70%);

4.特斯拉的4680电池也可以用于储能;

5.4680的量产增加了就业岗位;

6.特斯拉推出了4680电池,减少了对进口电池的依赖(美国版的国产替代);

7.特斯拉4680电芯减少了对有限资源的依赖(估计是指未来的无钴电池)。

Beezhan透露出的几个重要信息值得我们注意:

第一,第二代电池能量密度增加了,笔者预测应该是主流的280Wh/kg配置;

第二,第二代电池成本削减了70%,而且电池性能也得到了改善;

第三,特斯拉的4680电池减少了对进口电池的依赖,从而可以顺理成章地享受美国的 IRA 补贴。

二、弗里蒙特为啥要扩建?

接下来,我们再来看6月9日特斯拉的另一则新闻。

文章称:两位消息人士告诉《商业时报》,特斯拉签署了弗里蒙特48401号工厂的租约,这是旧金山工业房地产投资信托 Prologis 公司拥有的 210,000 平方英尺的先进制造设施。

《商业时报》报道称:特斯拉计划利用该地点扩大其 4680 电池的生产。其中一位消息人士称,该工厂将支持特斯拉 4680 电池技术的生产,该消息人士直接了解该交易但他未获授权公开讨论。

我们知道,今年1月25日,Musk 在位于内华达雷诺市的特斯拉超级工厂宣布了重磅的扩建计划。特斯拉计划追加至少35亿美元,在内华达超级工厂新建一座4680电池工厂和一家 Semi 半挂电动卡车工厂

要知道,在特斯拉的得州工厂,可是已经有了四条4680量产产线了,而且每条产线的规划产能是恐怖的25GWh/年,合计是100GWh/年的产能。

结合之前的消息,这1,000万只4680也只是其中一条产线的量产产品,其他三条还都处在“诡异的”调试阶段。

那么为什么特斯拉一边闲着得州工厂的三条量产线不用,一边还要在内华达州扩建100GWh/年的新产能呢?不仅如此,他们还要在弗里蒙特扩建试验线的产能?

三、特斯拉Q1财报会都说了什么?

在回答上述问题之前,让我们来听听特斯拉的 Drew Baglino 在2023 Q1的收益会上,是如何透露关于4680电芯的进展情况的吧。

1.得州工厂的4680成本支出比现有完成爬坡的典型的电池工厂减少70%,特斯拉重新设计了电池包,成本节约了50%,工厂规模缩减66%。内华达新工厂会继续寻求生产的致密化和成本优化。那这样说就合理了,电池包成本节约主要是来自4680电芯的成本降低,而内华达州的新工厂,应该是量产能力更强的新一代产线规划。

2.在得州工厂生产的就是第二个版本的4680,产量环比增长50%,单产增加12%。弗里蒙特工厂峰值产能增加20%,单产提高20%。2023年余下时间里,将进一步优化成本,会在明年 Cybertruck 量产之前,稳态提高产量。这部分信息量比较大,我们后面再分析。

3.今年五月堪萨斯州的锂精炼工厂开工建设。主要是生产高镍三元材料前驱体氢氧化锂的工厂。而且使用无酸法,工艺成本更低,可以产生用于建筑行业的副产品。他们在生产正极前驱体的同时,还在积极布局工艺成本更低、零废水的正极材料产线。目前在得州工厂已经完成中试,正在建设量产线。已经有50%设备安装就绪,75%的基础设施建好,目标是年底投产。

看来,特斯拉已经不再是一家车企的思维了,这妥妥的是埃克森美孚的打法,看样子特斯拉将变成一家新能源垄断的巨头,而不仅仅是家车企。

四、特斯拉二代4680或是失败作品?

结合以上的信息,笔者来为大家综合分析一下特斯拉4680电池目前的生产状况,并大胆预测一下未来事情的走向。

还记得去年12月特斯拉宣布一周量产近百万只电池的新闻吗?这里大家一定要注意,这条消息可没说这电池是弗里蒙特还是得州工厂生产的。

笔者通过自有渠道了解的情况是,这是两家工厂合计生产的周数量。具体分配到每一个厂是:弗里蒙特10万只/天,得州2.4万只/天。很明显,弗里蒙特的4680就是第一代电芯,而得州的就是第二代电芯。

结合特斯拉第一季度财报会上的信息,可知得州工厂量产能力环比增长了50%,也就是说,得州工厂每天的产量是3.6万只。现在已经进入6月,马上就到了第二季度末了,我们就按照第二季度再环比增长50%来计算,当下得州工厂的天量产能力约在5.4万只左右。不过即便是这样,得州产能也还只是弗里蒙特第一代4680去年年底产能的一半左右。

大家可能总以为,弗里蒙特是条试产线,产能应该不会很大。但其实弗里蒙特的试产线可不是一个小家伙,它也是设计产能10GWh的高速产线。

而得州的第二代4680产线,年产能更是高达25GWh。据说设计能力达到300PPM。

从目前笔者得到的消息来看,弗里蒙特工厂的量产速度已经达到了惊人的150PPM了。按照笔者实测的84Wh/cell来计算的话,这条产线日产能也已达到21万只/天了(毕竟在去年底,这条线的产能就已经是10万只/天了),年产能达到了6.6GWh/年,这也已经快到这条产线的极限能力了。

让我们对比一下,特斯拉一代产线是21万只/天(别忘了,一代4680可是用的干法纯石墨负极呦,看来干法石墨负极也已经突破速度瓶颈了),二代产线是接近5.4万只/天(还没到二季度末)。

这个数字说明,一代产线已经非常成熟了,这也就是为什么特斯拉要在弗里蒙特4680电池工厂附近又租下一个厂房,据说两个地方相距只有三英里。弗里蒙特4680工厂附近的新厂房,应该就是4680第一代产线的复制,而不会是第二代4680。否则得州工厂那三条现成的第二代4680产线为何不用,却跑到弗里蒙特找新的地方呢?

看来,特斯拉是希望快速复制第一代4680已经成熟的量产技术,毕竟弗里蒙特有成熟的团队,只要设备一拷贝,很快就能达到150PPM的量产能力,这可是最有效的提升产能的方法啊!

五、1000万只4680背后,笔者怎么看?

Q:为什么第一代4680的量产能力已经可以做到150PPM,而第二代的4680量产线才是它的四分之一呢?

正如上文网友说的那样,第二代电芯应该是提高了能量密度。想象一下,要想把大圆柱做到280Wh/kg,正极就得上高镍了,负极就得加硅了(笔者拆解的亿纬4695电芯就是这样的配置)。

笔者预测第二个版本的4680不会上正极干法,而负极硅碳大概率要用干法技术,但负极硅碳的干法就是新东西了,要想做到这么高的量产速度,肯定要比相对成熟的纯石墨干法负极难得多。

另外,从结构工艺上看,第二代的后盖采用了焊接工艺封口,焊接封口应该比墩封的速度慢,而且良率提高更难。

Q:那么为什么内华达还要建新的100GWh的二代4680工厂呢?

这里笔者要大胆预测一下:很有可能得州二代的4680是个失败的尝试,而内华达的4680是更新的一代,我们姑且可以把它称为三代。

三代的4680肯定会继续按照二代的步伐追求能量密度和性能,但结构上或许放弃二代的焊封结构,而改回第一代的墩封。

这一点,在笔者对亿纬(切折极耳和墩封)和国轩(揉平和焊封)的46系列电芯拆解中可以看出端倪。

Q:那么为什么内华达还要建新的100GWh的二代4680工厂呢?

总结来看,特斯拉在电池量产方面是多条腿并行:

1.短线复制第一代成熟低能量密度的4680,快速提高电池产量;

2.积累二代高能密电芯量产经验,为发展第三代4680做铺垫;

3.得州工厂其他三条产线或修改为第三代工艺;

4.量产高镍三元正极材料,量产氢氧化锂正极前驱体,平抑市场波动,进一步降低单体成本和电池包成本。

Q:有国内的行业大佬说特斯拉已经放弃干法电极技术了?

特斯拉的创新基因决定,他们不是一遇到困难就会放弃的团队。另外,笔者告诉大家一个新消息:大众的子公司 PowerCo SE 计划全面采用特斯拉的干法电极制备方法生产电池极片。

该公司首席执行官 Frank Bloom 说:"固态电池对产品的意义,干式涂层对生产的意义,一个真正的游戏规则改变者。如果成功地扩大规模,它将给我们带来独特的市场地位和明确的竞争优势。”

- 完 -

(作者:詹姆斯鱼 huangyu141208,兰岩信息创始人,旗下才神道、锂想生活自媒体的锂电技术垂直粉丝8万+,专注于锂电技术推广和人才培育。文内图片均来自网络,如有任何问题,请及时与我们联系。)

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