Tesla'nın pil gücü hayalinin derinlemesine analizi
Raporu almak için lütfen www.vzkoo.com adresini ziyaret edin.
1. Tesla'nın pil gücü rüyası
1.1 Tesla'nın güç pilleri düzeni
Tesla, elektrikli araçların temel bileşenleri olan güç pillerinin planlanması ve düzeninde sık sık adımlar atıyor.
Bir yandan Tesla, pil malzemeleri alanında kobaltizasyonu ve kobaltızlaşmayı engelliyor. Lityum kobalt oksit piller kullanan en eski model Roadster'dan NCA pilleri kullanan daha sonraki Model S / X / 3'e kadar, kobalt miktarı büyük ölçüde azaldı. Musk, Haziran 2018'de Tesla'nın pillerindeki kobalt içeriğinin o zamanlar sadece% 3 olduğunu ve gelecekte "kobalt içermeyen" hale geleceğini açıkladı. Şubat 2020'de Reuters, konuya aşina olan kişilerin, Tesla'nın CATL ile derinlemesine görüşmelerde bulunduğunu ve Şangay fabrikasında üretilen elektrikli araçlarda kobalt içermeyen pilleri kullanmaya hazırlandığını söylediğini aktardı.İlk kobalt içermeyen modellerinin başı çekmesi bekleniyor. Çin'de piyasaya sürüldü.
Öte yandan Tesla, güç pillerinin temel teknolojisinde uzmanlaşmaya kararlıdır. Temmuz 2014'te Tesla ve Panasonic ortaklaşa bir güç pili süper fabrikası kurdu; 2019'da süper kapasitör üreticisi Maxwell ve lityum pil ekipmanı üreticisi Hibar'ı satın aldı; son zamanlarda, Tesla'nın Fremont'ta pilot pil üretim hattı kurduğuna dair basında çıkan haberler var. Ve kendi pil üretim ekipmanını tasarlıyor ve medya Tesla'nın bir lityum iyon pil başlangıç şirketi olan SilLion'u satın almış olabileceğini tahmin ediyor (ticari silindirik piller için yüksek yüklü silikon anot ve elektrot teknolojisi geliştiriyor). Nisan 2020'deki pil konferansında Tesla, yeni pillerle ilgili bilgileri açıklayacak.O zamana kadar, Tesla'nın yıllar içindeki pil araştırma ve geliştirme sonuçlarının yaygın bir ilgi uyandırması ve sektör değişikliklerini hızlandırması bekleniyor.
1.2 Maxwell: Süper kapasitör lideri, ana kuru elektrot teknolojisi
Maxwell, 1965'te kuruldu ve 1983'te Nasdaq'da listelendi. 1992'de süper kapasitörlere dahil olmaya başladı ve 2005'te ilk büyük kapasiteli süper kapasitörünü piyasaya sürdü; 2017'de Nesscap Energy'nin ana işini satın aldı ve Şubat 2019'da Tesla tarafından onaylandı. 218 milyon ABD Doları karşılığında satın alındı ve Mayıs 2019'da listeden kaldırıldı.
Şirketin merkezi San Diego, California'dadır ve Amerika Birleşik Devletleri, Almanya, Çin ve Güney Kore'de tasarım merkezleri, üretim tesisleri veya satış noktaları bulunmaktadır. Şirket küçük ölçekli. 2018 itibariyle şirketin 27'si Çin'de olmak üzere dört ülkede toplam 367 çalışanı bulunmaktadır.Şirket yöneticilerinin çoğu bilgisayar ve elektronik alanlarında bilgi birikimine ve yarı iletken endüstrisinde deneyime sahiptir.
Şirketin ana işi süper kapasitörler, yüksek voltajlı kapasitörler (2018'de kaldırıldı) ve radyasyon azaltma mikroelektroniklerini (2016'da kaldırıldı) içerir. Yıllar süren geliştirmelerden sonra, dünyanın lider süper kapasitör üreticisi haline geldi. Süper kapasitör ürünleri standart serileri ve XP serilerini kapsar , DuraBlue serisi ve yüksek güç yoğunluğu, uzun çevrim ömrü, hızlı şarj ve deşarj gibi avantajları bir araya getiren ve otomobillerde, şebeke enerji depolamasında, rüzgar enerjisinde, UPS'de, tüketici ve endüstriyel elektroniklerde, robotlarda ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılan diğer kategoriler. Ek olarak, Maxwell, kuru elektrot teknolojisini süper kapasitörlerin üretimine uygulayan birkaç üreticiden biridir ve kuru seviye üretimin temel teknolojisinde uzmanlaşmıştır.
Şirketin çok sayıda müşterisi vardır ve çok çeşitli alanları kapsamaktadır. Otomotiv alanında, şirketin süper kapasitörleri Geelynin mikro hibrit ve takılabilir hibrit modellerinde kullanılmaktadır. Müşteriler ayrıca diğer birinci kademe OEM'leri ve Continental Group'u ve diğer bileşen tedarikçilerini içerir; demiryolu taşımacılığı alanında şirket, CRRC'nin yeni lityum iyon kapasitörler geliştirmesine yardımcı olur ; Endüstriyel alanda, şirket Siemens için bir şebeke enerjisi depolama sistemi geliştiriyor; rüzgar enerjisi alanında şirket, Goldwind Technology'nin bir yan kuruluşu olan Beijing Tiancheng Tongchuang Electric ile iş birliği geliştiriyor.
Gelir küçülür ve karlılık düşer. 2014'ten sonra Maxwell'in işletme geliri aşağı yönlü bir kanala girdi. 2018'de işletme geliri 90,46 milyon ABD doları oldu, yıllık bazda% 30,6 düşüş, bunun temel nedeni yüksek voltaj kapasitör işinin 2018'de elden çıkarılan 2017 gelirine dahil olması; bu etki düşülürse, 2018 cirosu% 3,1 arttı. Brüt kar marjı en yüksek% 40'tan yaklaşık% 10'a düşmüştür ve net kar arka arkaya 5 yıl boyunca negatif olmuştur. Şirketin karlılığı pek iyimser olmasa da, Tesla hala% 55'lik bir prim oranı elde etti, bu da Tesla'nın şirketin temel teknik gücüne değer verdiğini ve iki taraf arasındaki işbirliğinin önemli sinerji yaratmasının beklendiğini gösteriyor.
2. Yeni teknoloji rotası varsayımı: kuru elektrot + süper kapasitör
Tesla'nın kendi ürettiği pillerin rotasını belirlemek için büyük olasılıkla Maxwell'in teknik yönüne güveneceğine inanıyoruz. Maxwell'in ürün teknolojisi, patent durumu ve Tesla'nın orijinal teknoloji yolu göz önüne alındığında, Tesla'nın kendi ürettiği yeni pilinin yüksek nikel katot + silikon karbon anot (lityum katkılı) + kuru elektrot + süper kapasitörün bir kombinasyonu olacağına inanıyoruz. .
2.1 Kuru elektrot: performans iyileştirme, maliyet azaltma
Kuru elektrotlu piller ile geleneksel piller arasındaki fark, esas olarak kutup parçalarının üretim sürecine yansır. Geleneksel lityum pil üretimi, bağlayıcı malzeme ile bir çözücü olan NMP'yi negatif elektrot veya pozitif elektrot tozu ile karıştırır, ardından bulamacı elektrot toplayıcı üzerine kaplar ve kurutur. Kuru elektrot teknolojisi çözücü kullanmaz, ancak az miktarda (yaklaşık% 5-8) ince toz PTFE bağlayıcıyı pozitif elektrot tozu ile karıştırır ve ardından karışık pozitif elektrot + bağlayıcı tozunu bir ekstrüderden geçirerek ince bir elektrot malzemesi şeridi oluşturur Son olarak, ekstrüde elektrot malzemesi bandı, bitmiş bir elektrot oluşturmak için metal folyo akım toplayıcısına lamine edilir.
1) Sıkıştırma yoğunluğu yüksektir ve yüksek nikel batarya malzeme sistemi ile uyumluluk daha güçlüdür. Yüksek nikel katot + silikon karbon anodun mevcut pil malzeme sistemi, lityum pillerin geliştirilmesi için ana yönlerden biridir.
Pozitif elektrot gelince, geleneksel lityum pilin üretim koşulları altında, yüksek nikel pozitif elektrot zayıf termal stabiliteye, dengesiz yüzey yapısına sahiptir ve nikel element alkalindir ve nemi kolayca emer Kuru elektrot teknolojisinin kullanılması yukarıdaki sorunları etkili bir şekilde azaltabilir.
Negatif elektrot için, silikon-karbon malzemelerin ilk şarj ve deşarj verimliliği düşüktür (SEI filmi, ilk döngüde negatif elektrot üzerinde oluşur ve kapasite kaybına neden olur), büyük genişleme ve uzun döngüler malzeme tozlaşmasına neden olur. Negatif elektrotta ön lityum teknolojisinin kullanıldığı kuru elektrot teknolojisinin kullanılması pilin kapasitesini artıracaktır. Maxwell, lityum öncesi teknolojide uzun rezervlere sahiptir; ABD Patent Ofisi'nden alınan kamuya açık bilgilere göre, Maxwell 2018'de bir patent başvurusunda bulundu. Silisyum karbon anodunun ön lityasyonundan sonra, ilk döngü verimliliği% 80,4'e çıkarılırken, kontrol numunesi (ön lityum olmadan) ) Silikon karbon anodun ilk döngü verimliliği sadece% 73,9'dur.
Genel olarak, kuru elektrotun kendisi geleneksel prosese göre daha yüksek bir sıkıştırma yoğunluğuna sahiptir.Aynı zamanda bu teknoloji, elektrot üretimine daha yüksek enerji yoğunluğu ve daha güçlü sıvı hassasiyeti olan yüksek nikel ve silikon gibi aktif malzemeleri uygulayabilir. Bu, pilin enerji yoğunluğunu artırmayı kolaylaştırır ve ilgili riskler daha azdır. Şu anda Maxwell, 300 Wh / kg'den daha büyük bir hücre enerji yoğunluğu elde etmek için kuru elektrot teknolojisi kullanmaktadır; bu, mevcut ıslak elektrot pilinden% 10 daha yüksektir; gelecekte 500 Wh / kg'a ulaşabilir.
2) Maliyet, ıslak işleme göre% 10 -% 20 + azalır. Kuru elektrotlar toksik NMP çözücüler kullanmazlar ve daha çevre dostudur, aynı zamanda kaplama ve kutup parçası kurutma gibi üretim bağlantılarından tasarruf sağlar, malzeme ve ekipman maliyetlerini düşürür ve üretim sürecini basitleştirir. Potansiyel enerji yoğunluğu artışının getirdiği maliyet düşüşü hesaba katılırsa, kuru elektrot işlemi maliyeti daha da düşürecektir. Mevcut kuru elektrot işlemi, tek bir aracın maliyetinde 200-1000 ABD Doları tutarında bir azalma getiriyor; Maxwell, 1920'lerin başında, 100 ABD Doları / kWh'den daha düşük bir üretim maliyetine karşılık gelen 350 Wh / kg'den daha fazla bir hücre enerji yoğunluğuna ulaşmayı bekliyor.
3) Diğer önemli performansların iyileştirilmesi. Daha uzun çevrim ömrü (ıslak işlemin iki katı), daha iyi yüksek sıcaklık kararlılığı, daha yüksek şarj ve deşarj oranı (kuru elektrot kutup parçalarının daha küçük iç direnci), daha düşük enerji tüketimi vb.
Süper kapasitörlerde kuru elektrot teknolojisi kullanılmıştır ve lityum pillerin uygulanması zordur . Maxwell, süper kapasitörler üretmek için kuru elektrot teknolojisini kullanan dünyadaki birkaç şirketten biridir ve bu teknolojinin halihazırda olgun bir ticari uygulama durumu vardır. Süper kapasitörlerin anot ve katot malzemelerinin tamamı, yüksek özgül yüzey alanına sahip, kutup parçasının genleşme katsayısı düşük ve yüksek yapışma gerektirmeyen aktif karbondan yapılmıştır.Kuru elektrot teknolojisinin kullanılması zor değildir; ticari lityum pil anot ve katot malzemelerinin özgül yüzey alanı küçük iken , Şarj ve deşarj işlemine hacim genişlemesi eşlik eder ve üretilen kutup parçalarının tozdan arındırılması kolaydır, bu nedenle yapışma gereksinimleri yüksektir ve mevcut kuru elektrot teknolojisinin üretim gereksinimlerini karşılaması hala zordur.
Maxwell, lityum pillere kuru elektrot teknolojisi uyguladığını belirtti. 2016 yılında şirket, kuru elektrotların bir kavram kanıtı temelinde pilot aşamasında iyi performans gösterdiğini kanıtlamak için dünya lideri bir otomobil üreticisi ve küresel bir birinci kademe bileşen tedarikçisi ile ortak bir geliştirme anlaşması imzaladı. Şirket ayrıca 2018 yıllık raporunda pil üretiminde kullanılan mevcut kuru elektrot teknolojisini geliştirdiğini ve dönüştürdüğünü açıkça ortaya koydu.Kuru elektrot teknolojisinin pil endüstrisinde, özellikle elektrikli araçlar alanında (özellikle elektrikli araçlar alanında) potansiyele sahip olduğuna inanıyor. Elektrikli araçlarda kullanım, günümüzün en gelişmiş lityum pillerinden daha iyi performans ve daha düşük maliyet elde edecek çığır açan bir teknoloji haline geldi. Şirket ayrıca 2018 yıllık raporunda, bu teknolojinin faydalarını ve uygulanabilirliğini daha da kanıtlamak için 2019 yılında bir pilot üretim tesisi kurmayı planladığını belirtti.
2.2 Süper kapasitör: yardımcı güç kaynağı
Yüksek güç yoğunluğu ve uzun çevrim ömrü. Akülerle karşılaştırıldığında süper kapasitörler aşağıdaki avantajlara sahiptir: 1) Pillerin 100 katı olan hızlı şarj ve deşarj hızı; 2) Daha düşük birim güç iletim kalitesi ve daha yüksek güç yoğunluğu; 3) Daha az enerji ile daha yüksek şarj ve deşarj dönüşüm verimliliği Elektrik kimyasal enerji yerine depolanır, bu nedenle enerji kaybı daha azdır; 4) Kararlı ve sürekli çalışma için daha geniş bir sıcaklık aralığı (4-0ºC ila +65 +C); 5) Bakım gerektirmez veya düşük bakım gereksinimi; 6) Daha uzun çevrim ömrü Uzun; 7) Ağır metal yok, çevre sorunu yok. Süper kapasitörler, kısa sürede hızlı şarj ve deşarj kabiliyetine sahiptir ve otomotiv alanındaki start-stop sistemlerine uygundur.
Süper kapasitörlerin eksiklikleri de ortadadır, birim elektrik maliyeti yüksek ve enerji yoğunluğu düşük Elektrikli araçların ana güç kaynağı olmak zordur.
Maxwell'in süper kapasitörlerinin Tesla'daki rolü ve rolü ile ilgili olarak, aşağıdaki iki yönden tartışabileceğimizi düşünüyoruz:
1) Kapasitörler ve piller arasında hibrit enerji depolama cihazlarını daha da geliştirin. Bu fikre dayanarak, Maxwell seri üretilebilen bir lityum-iyon kapasitör geliştirdi.Bu enerji depolama cihazı, bir süper kapasitörünkine benzer bir güç yoğunluğuna ve çevrim ömrüne sahip ve kurşun-asit batarya ile aynı seviyede olan bir süper kapasitörün üç katı enerji yoğunluğuna sahip. Bununla birlikte, lityum iyon pillerde hala büyük bir boşluk var. Kondansatörün kendisinin özelliklerini hesaba katarak, elektrikli araçlar için bağımsız bir ana güç kaynağı haline gelmek için lityum pil ile enerji yoğunluğu açığını daha da daraltmak daha zordur.
2) Lityum pil + süper kapasitör (lityum iyon kapasitör) kombinasyonu. Lityum pil ve süper kapasitör, devre bağlantısı üzerinden entegre edilmiştir. Yüksek hızlı sürüş koşullarında, batarya, ortalama gücü üretmek için ana güç olarak kullanılır; hızlanma, yavaşlama ve tekrarlanan başlatma ve durdurma koşulları altında, kapasitör güç bırakma ve geri kazanmanın ana kaynağı olarak araya yerleştirilir. Maxwell'in 2017'de süper kapasitör + lityum pil için bir hibrit güç platformuna dayalı bir sistem entegrasyon şeması için patent başvurusunda bulunduğunu göz önünde bulundurarak, Tesla'nın gelecekte yardımcı güç çözümü olarak ana güç ve süper kapasitör olarak bir pil sunacağına inanıyoruz. Elektrikli araçların dayanıklılığı sağlanırken, daha iyi bir sürüş deneyimi sağlamak için sürüş süreci optimize edilmiştir.
Pil günü yeni bir pil planı, programı ve pil seri üretim planı verebilir. Yukarıdaki analize dayanarak, Tesla'nın kendi ürettiği yeni pilinin yüksek nikel katot + silikon karbon anot (lityum katkılı) + kuru elektrot + süper kapasitörün bir kombinasyonu olacağına inanıyoruz. Nisan ayının yaklaşan pil gününün aşağıdakileri içerebileceğini tahmin ediyoruz:
1) Yeni bir pil planı verin. Örneğin, pilin malzeme sistemi, kuru elektrot işleminin avantajları, yeni pilin performans parametreleri ve süper kapasitörlerin rolü. Tesla, toplantıya yeni bir elektrokimyasal teknoloji getirebilir. Ayrıca Tesla'nın Şanghay fabrikasında kullandığı kobalt içermeyen pillerin detaylarının da konferansta açıklanması bekleniyor.
2) Yeni pilin ilerlemesini duyurun . Yeni pilin seri üretilip üretilemeyeceği ve seri üretimde çözülmesi gereken sorunlar dahil. Elektrikli araçların üretiminde ve uygulamasında kuru elektrot teknolojisinin araştırma ve uygulamasının yüksek olasılıkla bir atılım yaptığına inanıyoruz.
3) Yeni pillerin seri üretim planlarının açıklanması . Seri üretim zaman düğümü, kapasite ölçeği, üretim yeri ve diğer bilgiler dahil. Tesla'nın yeni pil seri üretiminin 2021'den sonra kısa ve orta vadede ağırlıklı olarak dış kaynak kullanımı olacağına inanıyoruz; pil üretimi için Amerika Birleşik Devletleri, Şangay ve Avrupa'da kendi kendine inşa edilen pil fabrikaları için planlar olacak.
3. Yatırım tavsiyesi
Tesla, Nisan 2020'de Pil Günü'nde yeni pilin ilgili durumunu açıklayacak. Kuru elektrot teknolojisinin lityum pillere uygulanmasının ve süper kapasitörlerin ilgili uygulamalarının açıklanması bekleniyor. Maxwell'in kuru elektrot teknolojisinin elektrikli araçlar alanında kullanımı üzerine yaptığı birçok deney ve çalışmaya dayanarak, elektrikli araçların üretiminde ve uygulamasında kuru elektrot teknolojisinin araştırma ve uygulamasının büyük olasılıkla ilerleme kaydettiğine inanıyoruz. Bu bağlamda, aşağıdaki üç ana çizgiyi kavrayın:
1) Kuru elektrot teknolojisi, pil üretim sürecinin bir optimizasyonudur, mevcut pil malzeme sistemini değiştirmez ve lityum pillerin yüksek nikel yönünde gelişimini hızlandıracaktır. Teknik avantajlara sahip lider yüksek nikel üçlü katot malzeme şirketi Dangsheng Technology'nin; kuru elektrot pillerin geliştirilmesi, yüksek nikel katkı maddeleri ve film oluşturucu katkılar gibi yeni katkı maddelerinin miktarının artmasına neden olması şiddetle tavsiye edilir.Yeni katkı maddeleri alanında derin teknik birikime sahip olunması önerilir. Elektrolit lideri Xinzhoubang.
2) Süper kapasitörler, yüksek güç yoğunluğu ve uzun çevrim ömrü gibi önemli avantajlara sahiptir ve araçların sürüş performansını iyileştirmek için elektrikli araçlarda yardımcı güç kaynağı olarak kullanılması beklenmektedir. Dünyanın en büyük süper kimyasal destek şirketi Xinzhoubang'ı tavsiye edin.
3) Tesla'nın yeni bataryasının başarılı araştırma ve geliştirmeden seri üretime kadar belirli bir sürece ihtiyacı var Bataryanın 2021'den sonra seri üretime geçmesi bekleniyor. Kısa vadede güç bataryaları ağırlıklı olarak dışarıdan sağlanacak. Tesla, LG Chem / Ningde dönemi tedarik zinciri yatırım fırsatlarının yerelleştirilmesine dikkat etmeye devam edin. Ningde Times, Inovance Technology'yi şiddetle tavsiye edin, Primetel, Xingyuan Material, Wolong Electric Drive'ı tavsiye edin ve Enjie'ye dikkat edin.
...
(Rapor kaynağı: Ping An Securities)
Raporu almak için lütfen www.vzkoo.com adresini ziyaret edin.
Şimdi giriş yapmak için lütfen tıklayın: "bağlantı"
