
馬斯克 汽車商業評論配圖
特斯拉多年來一直在研究新的電池技術,預計這些努力將在9月22日舉行的“電池日”讓外界驚嘆不已。
電池研究領域主要關注的方面包括能量密度、充電和放電速度、使用壽命、循環使用性能、成本以及制造過程。行業人士表示,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展,如果這樣的話,電動汽車價格有望進一步下降,能源存儲性能將進一步提升,甚至還會出現電動飛機。
預計特斯拉將在電池日詳細介紹電池技術方面的進展。在當天的公司股東大會結束后,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·達恩(Jeff Dahn),作為加拿大達爾豪斯大學的教授和加拿大科學院院士,達恩是鋰離子電池研究領域的先驅人物。
2016年,特斯拉和達恩開始在電池研究方面進行合作,雙方取得的最重要的突破之一是研發出了可以識別電池內部無效率部分的設備。一個電池就是一個封閉的系統,如果這個系統里存在任何無效率的部分,即使只占0.1%,也會導致電池性能迅速下降。
達恩逐漸弄清了那些導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《電化學學會》雜志上發表了一篇研究論文,詳細介紹了生命周期中續航里程高達100萬英里(約161萬公里)的電池。
目前特斯拉Model 3車型的目標是,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。在制造常規電池時,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。
這種技術還可以防止電池性能快速下降,因為制造過程中不會將液態溶劑放入電池中。這意味著這種方法生產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,這相應意味著更大的能量密度。
干的電池電極與固態電池不同,固態電池是在類似討論中時常會出現的另一個術語。在液體電解質的情況中,目標是使離子通過液體。對于固態電池來說,目標是使離子穿過固體材料。支持這項技術的人聲稱,這可以帶來巨大的好處,擺脫引發燃燒的設計。
如果固態電池能夠正確地設計出來,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電解質一樣在各方面表現良好的固態電解質。
預計特斯拉的電池技術在各個方面都取得了進展,每個方面的性能提升有望達到20%至30%。業內人士表示,這是一項了不起的成就,杰夫·達恩甚至可以獲得一個諾貝爾獎。2019年,美國科學家約翰·古迪納夫(John B. Goodenough)、英國科學家斯坦利·威廷漢(Stanley Whittingham)以及日本科學家吉野彰(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,不過如果過早釋放更先進電池的消息,但制造和交付無法跟上,那么特斯拉可能遭遇“奧斯本效應”,即過早宣布高端產品,但遲遲無法交貨,這會導致消費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中使用最新的技術,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。
特斯拉已經在汽車制造方面進行了重要的改進,例如制造Model Y時采用的巨型鑄造機械,此舉幫助特斯拉降低了成本,加快了制造過程,這種改進同樣會出現在電池領域。
換句話說,特斯拉有可能發布世界上成本最低的含鎳電池化學物,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馬上投入到生產線,但這在全世界加快向清潔能源轉變時是重要的一步,也會推動特斯拉市值進一步上升。
馬斯克最終可能會將最新的電池技術用在能夠產生最大經濟效益的車型上,然后逐漸推廣到更多車型。
特斯拉在電池方面的不斷創新還可能帶來一種我們以前從未想過的新型運輸方式。馬斯克曾經數次提及電動飛機,就在上個月,馬斯克聲稱,電動飛機如果想正常飛行,那么電池的能量密度需要達到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/千克電池的大規模生產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也不足為奇。

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