Tesla'nın kendi ürettiği pilin sırrı: 5 yıllık düzen, muazzam bir maliyetle emsalleri! Üretim hattı inşa ediliyor
Araba malzemesi (halka açık numara: chedongxi) metni | Ayı
Arabaya binmeye dikkat etmek için beni tıklayın ve gelecekteki otomobiller için buraya bakın!
Giriş: Elektrikli araç endüstrisinin hızlı yükselişiyle birlikte, pil gücü endüstrisi hızla yükseldi.Dünya, Çin, Japonya ve Güney Kore'den şirketlerin hegemonya için rekabet ettiği ve Panasonic, LG ve CATL gibi devlerin birbirleriyle savaştığı bir endüstri modeli oluşturdu.
Yüzeydeki sakinliğin ardında, yeni bir büyük değişiklik turu, katı hal pilleri yeni bir teknolojik değişim dalgası başlatmak üzere, Japon ve Koreli şirketler, güç pillerinin beyaz listesinin kaldırılmasının ardından Çin pazarına geri dönüyor ve küresel otomobil şirketleri ve parça devleri de takip ediyor Akü endüstrisine dahil olmak için büyük bir değişiklik gerçekleşmek üzere.
Bu amaçla, Che Dongxi özel, küresel pil endüstrisindeki değişiklikleri ayrıntılarıyla anlatan "Güç Pilinde Büyük Değişiklikler" hakkında bir dizi rapor yayınlıyor Bu makale, bir dizi rapordan biridir.
Tesla'nın kendi ürettiği güç bataryası nihayet geldi.Musk'un hırsları elektrikli araç endüstrisinden güç bataryası endüstrisine aktı ve yeni bir kanlı rüzgar başlayacak.
Bugün, yabancı medyaya göre, Teslanın "Roadrunner" güç pili kendi kendine üretim planı resmi olarak başlatıldı. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Fremont Çölü'ndeki bir fabrikada, Teslanın kendi güç pili üretim hattı şekilleniyor.
Tüm olayın en dikkat çekici odak noktası, büyük ölçekli üretime ulaştıktan sonra Tesla'nın pilinin kilovat saat başına yalnızca 100 dolara (kWh başına pil fiyatına atıfta bulunularak yaklaşık 701 yuan) mal olacağı ve yatırım ajansı UBS'ye göre Verilere göre, Panasonic'in elektrik pilinin kilovat-saat başına mevcut maliyeti yaklaşık 111 ABD doları (yaklaşık 772 RMB), Ningde dönemi pilinin maliyeti ise kilovat-saat başına 150 ABD doları (yaklaşık 1042 RMB).
Tesla'nın güç pil endüstrisine girdiğinde yaptığı ilk şey, güç pili endüstrisinin "iç çamaşırı" fiyatından kurtulmak oldu.
Yabancı basın, Tesla'nın Fremont fabrikasında bir pil üretim hattı inşa ettiğini bildirdi
Ancak Muskın güç pili "saldırısı" da otomobil endüstrisinde ve pil gücü endüstrisinde bir dalga başlatacak. Sermayeye ve teknolojiye sahip daha fazla otomobil şirketi, Tesla'nın çağrısı altında güç pili pazarına girecek ve mevcut güç pili endüstri modelini etkileyecek.
Böylesine kritik bir düğümde, Tesla'nın güç pil endüstrisinin teknik engellerini nasıl aşabileceğini, pil araştırma ve geliştirmeyi adım adım çözebileceğini ve sonunda pil üretim kapasitesinin sırrını nasıl elde edebileceğini bulmamız gerekiyor.
Che Dongfang, Tesla'nın son beş yıldaki yatırım düzeni, teknoloji araştırma ve geliştirme durumu ve endüstriyel zincir düzenini tarayarak cevabı buldu.
1. Tesla'nın pil üretmesine yardımcı olmak beş yıl sürdü
12 Şubat 2020'de yabancı medya electrek, Tesla'nın ABD'deki Fremont fabrikasında bir güç pili üretim hattı inşa ettiğini açıkladı. Bir süredir Tesla'nın kendi ürettiği pil ile ilgili haberler kamuoyuna duyuruldu ve sektörde şok yarattı.
Ancak bu medya teşhiri olmasaydı, korkarım hiç kimse Tesla'nın kendi ürettiği pilin bu kadar hızlı olduğunu düşünmezdi.
Bunun nedeni, güç bataryası sektörüne tantana ile giren diğer otomobil şirketlerinden farklı olarak Tesla'nın bu alandaki düzeni düşük anahtar olarak tanımlanabilir.
Tesla, 2015 yılından bu yana, güç pilleriyle ilgili yalnızca üç yatırım yaptı. Bunlar, Dalhousie Üniversitesi'ndeki Jeff Dahn Araştırma Grubu'nun beş yıllık sponsorluk planı, pil teknolojisi şirketi Maxwell'in satın alınması ve Bir pil üretim ekipmanı şirketi olan Hibar'ı satın aldı.
Tesla, üç yatırım arasında yalnızca Maxwell-218 milyon ABD doları (yaklaşık 1.527 milyar RMB) satın alma miktarını açıklarken, diğer iki yatırımın miktarı ve spesifik ayrıntıları açıklanmadı.
Ancak Tesla'nın kendi ürettiği pillerin gerektirdiği temel teknolojileri - elektrotlar, elektrolit, diyafram, pil muhafazası ve güç pilleri için pil üretim süreci - bir araya getiren bu üç yatırımdır.
Tesla'nın güç pilleri alanındaki düzeni 2015 yılında başladı.
Endüstrinin önde gelen üç elektrik teknolojisine dayanan Tesla, Panasonic tarafından güç pilleri alanında sınırlandırılmak istemiyor, Panasonic'in güç pillerinin kapasite artış hızının o sırada Tesla otomobil üretim hattından çok daha düşük olduğunu belirtmiyor.
Musk, Panasonic'in Tesla'nın yılda bir milyon elektrikli araç üretmesindeki en büyük engel olabileceğini önceden fark etti (o zaman gerçekler beklendiği gibi 2018'de Panasonic'in pil kapasitesi Tesla Model 3'ü sınırladı. Seri üretim hızı).
Sonuç olarak Musk, kendi pilini üretme fikrini başlattı.
Musk, 2015 yılında, lityum pil teknolojisinin sanayileşmesine odaklanan Jeff Dane ekibiyle görüştü ve onu özel kılmak için "5 yıllık önemli bir finansman paketi" (önemli 5 yıllık finansman paketi) sağlamayı umuyordu. SLA, daha uzun ömürlü, daha düşük maliyetli ve daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip lityum iyon piller geliştirir.
Jeff Dane Araştırma Grubu
Jeff Danenin ekibi, Kanadanın en iyi üniversitesi olan Dalhousie Üniversitesinde lityum iyon pil teknolojisi araştırmalarına odaklanan bir ekiptir. 2008den beri lityum pil sanayileştirme projelerini incelemektedir. Resmi web sitesine göre, ekibin şu anda yaklaşık 30 kişilik bir ölçeği var ve 600'den fazla makale yayınladı.Yüksek sıklet dergiler JES ve JPS'de makaleler yayınlandı.
Yabancı medya değerlendirmesine göre, ekip şu anda lityum piller alanındaki en güçlü araştırma ekiplerinden biri.
Jeff Dane, üçlü kompozit katot malzemesini nikel, kobalt ve manganez malzemelerindeki nikel içeriğini hassas bir şekilde sınırlandırarak büyük ölçekli ticarileştirmeyi başarıyla gerçekleştirdi ve endüstride tanınan üçlü malzeme teknolojisinin gerçek öncüsü ve mucidi oldu.
Jeff Dane
Bir yandan kendi bataryasını geliştirmeye ve üretmeye hevesli Tesla, öte yandan teknolojiyi sanayileştirmede umut eden ve iyi olan Jeff Dyne takımı.
Aynı yılın 16 Haziran'ında, Jeff Dyneın ekibinin bulunduğu Dalhousie Üniversitesi ve Tesla ortaklaşa, Jeff Dyneın araştırma ekibinin ortaklarının Haziran 2016da 3M Kanadadan Teslaya aktarılacağını duyurdu. , Ve Tesla ile özel bir işbirliği anlaşmasına varıldı.
İşbirliği anlaşmasına varıldıktan sonra Bay Jeff Dane, Tesla'nın ön bagajına oturdu ve heyecanını ifade ederek iki başparmak verdi.
Jeff Dane
O zamandan beri Jeff Dyneın ekibi yeni lityum iyon elektrot malzemeleri, lityum iyon piller için arıza mekanizması teşhisi, elektrolit katkı maddeleri, sodyum iyon ve lityum iyon pil güvenliği üzerine temel araştırmalar ve pil araştırma teorisi / modelleme konusunda çığır açmaya devam etti.
Geçen yılın sonunda, Jeff Dyne ekibinden bir makale, yeni geliştirilen pil döngüsünün yaklaşık 5.000 katına ulaşabileceğini gösterdi, bu da elektrikli bir aracın 1 milyon milden (yaklaşık 1,6 milyon kilometre) daha fazla sürüş ömrüne karşılık geliyor. Bu patent şu anda var. Tesla'ya aittir.
Son zamanlarda, yabancı medya electrek, Jeff Dane'in ekibinin araştırma sonuçlarının Tesla'nın pilinin 100 ABD doları / kWh'ye (yaklaşık 701 yuan / kWh) mal olacağını haber verdi. Yatırım ajansı UBS tarafından verilen verileri karşılaştırdığımızda, Panasonic'in elektrik pilinin maliyeti yaklaşık 111 ABD doları / kWh (yaklaşık 771 yuan / kWh), CATL yaklaşık 150 ABD doları / kWh (yaklaşık 1042 yuan / kWh), Tesla Mevcut pil maliyeti, sektördeki en düşükler arasındadır.
Jeff Dyneın ekibinin hala Tesla'nın enerji yoğunluğu 500 Wh / kg olan yüksek nikel üçlü lityum pilin araştırma ve geliştirmesini tamamlamasına yardımcı olduğu ve ilk sonuçlara ulaştığı anlaşılıyor.
Jeff Dyneın ekibinin 2016 yılından bu yana, Teslanın kendi ürettiği pil projesine birçok temel teknoloji patenti ve deneyim birikimiyle katkıda bulunduğu ve elektrotlardan, elektrolitlerden pil kabuklarına kadar Teslanın teknolojilerinin çoğunu geliştirdiği söylenebilir. Zincir. Beş yıl içinde Jeff Dyne ekibi, Tesla'nın güç pil döngülerinin sayısını artırmasına, güç pil maliyetlerini düşürmesine ve yüksek enerji yoğunluklu güç pilleri geliştirmesine yardımcı olmak için sözleşmeyi imzalarken Tesla'ya verilen sözü gerçekten yerine getirdi.
Bu yatırım Tesla için buna değer.
2. Güç pillerinin enerji yoğunluğunu artırmak için Maxwell kuru elektrot teknolojisini edinme
Musk, 2016'dan sonra Tesla Model 3'ün kapasite cehennemine girdi ve daldı ve artık elektrikli batarya endüstrisinin düzenini düşünecek zamanı yok, bu nedenle 2017 ve 2018'de Tesla'nın güç bataryası endüstrisinde hiç yoktu. Büyük hareket.
Ancak 2019'a zaman geldi ve Musk için alarm veren bir şey var.
Şubat 2019'da Tesla'nın 2018 kazanç raporu tarafından yayınlanan bir konferans çağrısı sırasında Musk, Gigafactory'deki hücre kapasitesi eksikliğinin Tesla'nın Mod 3 üretim kapasitesini sınırlayan en büyük zincir olduğuna dikkat çekti.
Nisan 2019'da Musk, "Süper fabrikanın hücre kapasitesi yalnızca 24 GWh. Temmuz ayından beri Model 3'ün kapasitesi sınırlı. Kapasite 35 GWh'ye ulaşana kadar Tesla artık para yatırmayacak" şeklinde bir tweet attı.
Panasonic'in üretim kapasitesi kısıtlamaları Musk'ı bir kez daha elektrikli pillerin önemi konusunda bilinçlendirdi ve Tesla'nın güç pilleri alanındaki düzenini hızlandırmaya başladı.
Mayıs 2019'da Tesla, akü teknolojisi şirketi Maxwell'i% 55 primle 218 milyon ABD Doları (yaklaşık 1.527 milyar RMB) karşılığında satın aldı.
Şirketin kazanmak için bu kadar hevesli olmasının nedeni, Tesla'nın Maxwell'in kuru elektrot teknolojisine ve süper kapasitör teknolojisine ilgi duymasıdır.
Maxwell kuru elektrot teknolojisine giriş
Geleneksel elektrot hazırlama işlemi ıslak bir elektrot işlemidir İmalat işlemi sırasında, elektrot levha malzemesini kaplamak için çözücüye pozitif ve negatif elektrot malzemelerinin eklenmesi gerekir.
Bu imalat işleminin avantajı, üretim sürecinin doğrulama süresinin uzun olması ve elektrot kalitesinin sabit olmasıdır, ancak çözücünün özellikleri, bu elektrot kaplama yöntemiyle üretilen elektrotun daha ince olduğunu ve enerji yoğunluğunun sınırlı olduğunu belirler.
Aynı zamanda üretim sürecinde çözücünün buharlaştırılması gerekir ve üretim sürecinin bu kısmı belli ölçüde çevre kirliliğine neden olur.
Solventsiz kuru elektrot üretim prosesi, aktif pozitif ve negatif materyalleri viskoz materyale karıştırmaktır, böylece pozitif ve negatif materyallerin kendileri, elektrot levhasına sıkıca yapışan kendinden destekli bir film oluşturmak için "fibrilatlanır" (prensip benzerdir) Ayak tabanına sıkıca yapışan sakız).
Bu üretim süreci, pilin enerji yoğunluğunu büyük ölçüde artıran daha kalın elektrotlar hazırlayabilir. Şu anda, bu işlemle yapılan üçlü lityum pil hücresinin enerji yoğunluğu 300Wh / kg'dan daha büyüktür ve pil hücresinin enerji yoğunluğu, daha büyük bir deşarj oranı elde edilirken 500Wh / kg'a kadar ulaşabilir.
Aynı zamanda, kuru elektrotların bir diğer önemli avantajı, pilin kapasite düşüşünü telafi etmek için pil kullanıldıktan sonra lityum metali yenilemeye devam edebilmeleridir; Islak elektrot yöntemiyle hazırlanan elektrot ise lityum metal ve lityum metali karıştırabilir. Karbon birbiriyle iyi karışmaz ve genellikle duman, alevler ve gürültü gibi güçlü reaksiyonlara eşlik eder.
Ayrıca kuru elektrotun üretim süreci, üretim maliyetlerini ve zaman maliyetlerini düşüren ve ayrıca çevre kirliliğini azaltan bir çözücü kurutma aşaması gerektirmez.
Başka bir süper kapasitör teknolojisi, enerji geri kazanım sürecinde hızlı bir enerji depolama cihazı olarak kullanılabilir ve enerji tüketimi, geri kazanılan kinetik enerjinin bataryaya yeniden depolanmasından çok daha azdır.
Hızlı hızlanma sürecinde, süper kapasitör, lityum kristal dalları üretmek için güç pilinin doğrudan yüksek güç boşalmasını önleyerek, pil yapısında geri dönüşü olmayan hasara neden olarak yüksek güç boşalmasını gerçekleştirebilir.
Süper kapasitör teknolojisinin bir diğer önemli avantajı, geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına sahip olmasıdır.Birçok pilin çalışma sıcaklığının, daha sıkı dış ortam sıcaklığı gerektiren 20 ° C ile 40 ° C arasında tutulması gerekir. Süper kapasitörlerin çalışma sıcaklığı -40 ° C ile 80 ° C arasındadır ve kışın araçları çalıştırmak ve pilleri ısıtmak için kullanılabilir.
Kuru elektrot teknolojisi, Tesla'nın kendi ürettiği pillerin enerji yoğunluğunu artırırken, süper kapasitör teknolojisi bazı senaryolarda piller için yardımcı etkiler sağlayabilir. İkisinin kombinasyonu, Tesla'nın gelecekte benimseyeceği "hibrit" çözüm olabilir.
3. Kendi kendine üretilen pillerin önünü açmak için pil üretim ekipmanı üreticisi Hibar'ın satın alınması
Jeff Dyneın ekibine yatırım yapmak ve Maxwelli satın almak, en son pil teknolojisinde ustalaşmak içindir. Teknolojide ustalaşmanın anahtarı, onu toplu olarak üretmektir.
Ekim 2019'da bazı medya kuruluşları, Kanadalı bir hassas ekipman şirketi olan Hibar'ın aniden Tesla'nın altında ortaya çıktığını ve Tesla'nın holding yan kuruluşu olduğunu keşfetti.
Tesla'nın Hibar'ı satın alması gizli bir proje ... Satın alma işleminin tarihi, miktarı ve işbirliği detayları açıklanmadı ancak Hibar'ın satın alınması, Tesla'nın kendi ürettiği pil projesinin kapıya yakın olduğu anlamına geliyor.
Hibar, yüksek hassasiyetli kantitatif sıvı enjeksiyon pompaları, sıvı enjeksiyon üretim sistemleri, otomatik akü imalatı ve proses ekipmanı üretmesiyle ünlüdür.Ürün yelpazesi, tüm pil hücresi üretim sürecini kapsar.
Hibar ürünlerinin listesi
Geçtiğimiz 40 yıl içinde Hibar, pil endüstrisinde birincil ve ikincil pil üretim hatlarının tercih edilen tedarikçisi haline geldi.
Jeff Dane ekibine yatırım yapmak, Tesla'ya kendi geliştirdiği güç pilleri için teknik yetenekler kazandırdı. Maxwell'in satın alınması, Tesla'nın güç pilleri alanındaki en ileri teknolojide ustalaşmasını sağladı. Hibar'ın satın alınması, Tesla'nın kendi ürettiği pil projesinin bir parçasıydı. Şimdiye kadarki son bağlantı, Tesla, teknoloji araştırma ve geliştirmeden örnek doğrulamadan büyük ölçekli seri üretime kadar kapsamlı bir düzen oluşturdu.
Dördüncü olarak, kendi ürettiği pil ömrü 1 milyon mile ulaşacak, maksimum enerji yoğunluğu 500Wh / kg'a ulaşabilir
Tesla halihazırda batarya Ar-Ge, doğrulama ve seri üretim kapasitesine sahip olmasına rağmen, gerçek ürün nasıl bir etki yaratacak?
Şu anda, batarya üretim hattı fiilen kullanıma sokulmamıştır ve üründen analiz etmek gerçekçi değildir. Başka bir bakış açısıyla, kendi ürettiği pillerin teknik göstergelerini Tesla'nın mevcut teknik gücünden çıkarabiliriz.
1. Elektrot
Elektrotlar perspektifinden bakıldığında, Tesla'nın kendi ürettiği pillerin, şu anda üçlü lityum piller alanında 300 Wh / saat tek hücre enerji yoğunluğuna ulaşabilen, satın alınan Maxwell'in kuru elektrot teknolojisini kullanması muhtemeldir. kg, maksimum 500Wh / kg'a ulaşabilir.
Bu aşamada, yalnızca Panasonic'in NCA 811 üçlü lityum pili ve CATL'nin NCM 811 üçlü lityum pili, 300 Wh / kg hücre enerji yoğunluğuna ulaşabilir.
Aynı zamanda, yukarıda belirtildiği gibi, kuru elektrot teknolojisi, deşarj işlemi sırasında negatif elektrot ve elektrolitteki lityum iyonlarının tüketimini telafi etmek için negatif elektrottaki lityum metali doldurabilir.
Daha önce, Maxwell, lityum iyonlarını pilin negatif elektroduna eklemek için bekleyen bir patente sahipti Bu patentli teknoloji, kullanım sırasında pilin kapasite düşüşünü etkili bir şekilde azaltabilecektir. Tesla, Maxwell'i satın almayı tamamladığında, bu patentli teknoloji doğal olarak Tesla'nın adına devredildi.
Maxwell patent bekleyen
Maliyet açısından, kurutma aşaması ihmal edildiğinden, tüm pil hücresi üretim sürecinin maliyeti yaklaşık% 10 -% 20 oranında azaltılabilir.
2. Elektrolit
Elektrolitler açısından, Tesla tarafından finanse edilen Jeff Dyne ekibi, geçtiğimiz günlerde tanınmış JES dergisinde elektrolitlerdeki ilerlemelerini anlatan iki makale yayınladı.
Bunlardan biri "Dioksazolon ve lityum iyon akü elektroliti için katkı maddesi olarak sülfit ve nitrit" başlıklı.
Makalede Jeff Dyneın ekibinin yakın zamanda geliştirilen yeni elektrolit katkı maddesi MDO'yu ve diğer iki katkı maddesi PDO ve BS'yi yüksek sıcaklık, yüksek voltaj ve uzun vadeli döngü performansı için test ettiği belirtildi. Taşıyıcı NCM523 üçlü lityum pildi.
Bu testi gerçekleştirmek için ekip, üç katkı maddesini ayrı ayrı ve karıştırarak eklemiş, farklı sıcaklık ve gerilimlerde farklı deneysel kombinasyonlar test edilmiş ve farklı çevrim performansları elde edilmiştir.
Deneysel sonuçlar, MDO ve PDO elektrolit katkı maddelerine sahip pillerin grafit negatif elektrot yüzeyinde (negatif elektrotu koruyan) bir SEI katmanı oluşturduğunu, BS elektrolit katkılı pillerin ise SEI katmanına sahip olmadığını göstermektedir.
Uzun süreli pil döngüsü performans testi sayesinde,% 2 PDO +% 1 etilen sülfat,% 2 PDO +% 1 lityum diflorofosfattan oluşan elektrolit katkı maddesi kombinasyonu, 800 deşarj döngüsünden sonra tüm deneysel elektrolit katkı maddeleri arasında en iyi performansa sahiptir. , Elektrolit içinde kalan katkı maddelerinin konsantrasyonu hala% 90'dan fazladır.
Deneysel sonuçlar, (b) ve (c) 'deki en yüksek iki dağıtım noktası,% 2 PDO +% 1 etilen sülfat ve% 2 PDO +% 1 lityum diflorofosfatın elektrolit kombinasyonudur.
Bu araştırma sonucuna dayanarak, Jeff Dyneın ekibi geçen yıl Haziran ayında "Mükemmel Lityum-iyon Pil Kimyasal Performansının Mükemmel Lityum İyon Pil Kimyasal Performansının Kapsamlı Test Sonuçları" başlıklı bir makale yayınladı.
Bu deney ayrıca NCM523 üçlü lityum pil için farklı elektrolit katkı maddelerini de test etti.
Deneysel sonuçlar, elektrolite% 2 vinilen karbonat +% 1 etilen sülfat,% 2 floroetilen karbonat +% 1 lityum diflorofosfat ve% 1 lityum diflorofosfat eklenmesinin mümkün olduğunu göstermektedir. Pil döngü ömrünü etkili bir şekilde artırın.
Deneysel sonuçlar, mor, yeşil ve kırmızı çizgiler test sonuçları, diğer ikisi kontrol gruplarıdır
Bunların arasında, üç elektrolit katkı maddesi kombinasyonuyla eklenen piller, genellikle 3000 şarj ve deşarj döngüsünden sonra pil kapasitesinin% 85'inden fazlasını koruyabilir ve hatta bir grup, 5000 şarj ve deşarj döngüsünden sonra bile pil kapasitesinin% 90'ından fazlasını koruyabilir. pil kapasitesi.
Diğer iki kontrol grubunun pil kapasitesi, yaklaşık 1.000 şarj-deşarj döngüsünden sonra yaklaşık% 50'ye düştü.
Bataryanın ortalama çevrim ömrü olarak 5000 şarj-deşarj döngüsü kullanılırsa ve Tesla Model 3 EPA seyir menzili, tek tur şarj-deşarj seyir aralığı olarak 322 mil ise, bu durumda batarya paketinin etkin ömrü içerisinde bir Tesla Model 3'ün sürüş menzili 1,6 milyon mili (yaklaşık 2,57 milyon kilometre) aşacak.
Ancak Tesla tarafından yayınlanan patente göre, bataryanın 1 milyon mil (yaklaşık 1,6 milyon kilometre) hizmet ömrüne sahip olduğunu ve genel saf elektrikli bir araca takılan üçlü lityum pilin teorik hizmet ömrünün sadece 400.000 kilometre olduğunu ihtiyatlı bir şekilde tahmin ediyorlar. -500.000 kilometre, Tesla'nın yeni pilinin hizmet ömrü, mevcut üçlü lityum pilin yaklaşık 3-4 katı.
Jeff Dyneın Tesla ekibinin yaptığı araştırmanın NCM üçlü lityum piline dayandığını belirtmekte fayda var. Bu nedenle, elektrolit katkı maddeleri ve uyumlu elektrotları açısından, Tesla'nın üretilmemiş pilinin bir NCA üçlü lityum pilden ziyade bir NCM üçlü lityum pil olması muhtemeldir. Bu pilin maksimum döngü sayısı araca karşılık gelen 5000 kez yaklaşabilir Kilometre 1 milyon mile (yaklaşık 1,6 milyon kilometre) ulaşabilir.
3. Süper kapasitör
Güç pilinin kendisine ek olarak, Maxwell'in satın alınması, Tesla süper kapasitör teknolojisini de getirdi.
Musk bir kez bir medya röportajında üniversite yıllarında süper kapasitör teknolojisiyle ilgilendiğini ve araştırma yapmak istediğini açıkladı. Şimdi, bu süper kapasitörün hayranları nihayet istediklerini elde edebilir.
Süper kapasitörler, esasen güç pillerinden farklı bir dizi enerji depolama çözümüdür.Güç pilleri ile karşılaştırıldığında, yetersizliği sınırlı enerji depolama performansında yatmaktadır.
Ancak avantajları da çok açıktır.Süper kapasitörler büyük şarj ve deşarj gücüne ve düşük enerji kaybına sahiptir.Sadece kinetik enerjiyi yüksek verimlilikle geri kazanamazlar, aynı zamanda araç hızlandığında anında yüksek güç akımını serbest bırakarak güç pilinin çalışma basıncını düşürürler.
Aynı zamanda, süper kapasitörlerin çalışma sıcaklığı aralığı -40 -80 olup, sıradan pillerin adapte olmasının zor olduğu aşırı ortama uyum sağlayabilir.
Süper kapasitörlerin güç pillerini tamamlama potansiyeline sahip olduğu söylenebilir. Araç normal çalıştığında güç aküsü ana gücü sağlar Aracın hızlı bir şekilde hızlanması, kinetik enerjiyi geri kazanması ve soğuk bir alanda çalışması gerektiğinde süper kapasitör araca güç sağlar.
Kendi ürettiği pil projesi uygulandığında, Tesla araçları süper kapasitörlerle donatarak yeni bir güç bataryası + süper kapasitör "hibrit sistem" oluşturabilir.
Yukarıdaki üç hususa dayanarak, Tesla'nın kendi ürettiği güç pilinin bir NCM üçlü lityum pil olması çok muhtemeldir. Birinci nesil pil hücresi ürününün enerji yoğunluğu yaklaşık 300 Wh / kg olabilir ve gelecekte kademeli olarak 500 Wh / kg'a yükselecektir. .
Elektrolit katkı maddesi, üç elektrolit katkı maddesi kombinasyonundan birini seçebilir:% 2 vinilen karbonat +% 1 etilen sülfat,% 2 floroetilen karbonat +% 1 lityum diflorofosfat ve% 1 lityum diflorofosfat. Mükemmel elektrolit performansı sayesinde, bataryasının çevrim ömrü, mevcut tüm güç bataryalarının çevrim performansını aşarak 1 milyon mile (yaklaşık 1,6 milyon kilometre) ulaşabilecek.
Sadece bu değil, süper kapasitör teknolojisi, Tesla tarafından güç pilleri için yardımcı bir enerji kaynağı olarak da uygulanabilir.
5. Tedarikçi değişikliklerinin geçmişinden Tesla'nın kendi ürettiği pillerin altı önemine bakmak
Tesla'nın ilk güç aküsü üretim hattının inşası, bu otomobil şirketinin güç aküsü tedarik zincirinde yeni bir adım attığı anlamına geliyor.
Tesla'nın ilk modeli Roadster'ı piyasaya sürmesinden bu yana, bu savaş gemisi küresel lityum pil devi Panasonic'e sıkı sıkıya bağlı. Tesla'nın ilk 100 Roadster serisinin hepsinin Panasonic'in 18650 silindirik pillerini kullandığı anlaşılıyor.
Kitleler için ilk seri üretilen model olan Model S'nin sonraki lansmanı, Tesla ve Panasonic'in 7 yıla kadar özel bir tedarik ilişkisi açmasını sağladı.
Bu dönemde, iki taraf şu anda dünyanın en büyük pil fabrikası olan ABD'nin Florida çölünde 35GWh kapasiteli bir pil fabrikası kurdu.
Tesla Gigafactory 1
Musk'ın vizyonuna göre, bu fabrika sonunda Tesla'nın yılda bir milyon elektrikli araç üretme konusundaki iddialı vizyonunu destekleyerek yıllık 50GWh üretim kapasitesine ulaşabilecek.
Ancak işler ters tepti: Bir yandan üretim kapasitesi çılgınca yükselen ve pil talebi hızla yükselen Tesla, diğer yandan üretim hatlarını genişletmeye devam eden ve zarar görse bile daha fazla çalışan istihdam eden Panasonic'di.
İki taraf, arz ve talepte hassas bir eşzamanlı artış dengesini sağlayamadı ve Tesla'nın batarya talep açığı giderek büyüyor.En sonunda, 2018 mali raporunda yayınlanan konferans görüşmesi sırasında iki taraf arasındaki çatışmalar çıktı.
Musk, Panasonic'i güç bataryalarının kapasitesine ayak uydurmada gecikmelerle suçladı ve Tesla Model 3'ün tırmanma kapasitesini sınırladı. Panasonic, ortak girişim tesisinin batarya kapasitesini kararlaştırıldığı gibi 35 GWh'ye çıkaramazsa Tesla ortak girişimi durduracak yatırım.
2019'un üçüncü çeyreğinde, iki taraf arasındaki ortak girişim fabrikasının pil kapasitesi 35GWh'ye ulaşmış olsa da, Panasonic, ortak girişim tesisinin kapasitesini 50GWh'ye çıkarma planlarını da dondurdu.
2013 yılında işbirliğinin başlamasından bu yana, Tesla ve Panasonic arasındaki ilişki ilk kez "donma noktasına" yaklaştı.
Bu olaydan sonra, Tesla ve Panasonic hala bir güç bataryası tedarik ilişkisini sürdürse de, Tesla yeni batarya tedarikçileri aramaya başladı. Tesla'nın Şangay fabrikasının üretime başlama fırsatından yararlanan LG ve CATL, Tesla'nın tedarikçi listesine dahil edildi.
30 Ocak 2020'de Tesla, LG Chem ve CATL ile bir güç pil tedarik anlaşmasına vardığını resmi olarak duyurdu.
Ek olarak, Reuters ayrıca Tesla'nın CATL ile "kobalt içermeyen" piller konusunda daha fazla tartışmaya girdiğini ve Tesla'nın gelecekte CATL tarafından üretilen "kobalt içermeyen" pilleri kullanacağını bildirdi.
Reuters, Tesla'nın CATL ile kobalt içermeyen pil işbirliğini tartıştığını bildirdi
Şimdiye kadar Tesla'nın güç pil tedarik zinciri, Panasonic'in özel tedarikinden LG Chem, CATL ve Panasonic'in eşzamanlı tedarikine dönüştü. Tesla'nın kendi ürettiği güç bataryası tedariki tamamladıktan sonra, bu tedarik zinciri de Tesla'nın güç bataryası listesine dahil edilecek.
Tesla, Panasonic'in özel olarak güç pilleri tedarik ettiği "tek kutuplu çağdan", güç pillerinin birden çok tedarikçi tarafından sağlandığı "çoklu çağ" a geçti. Sonunda, kendi kendine üretilen pillere dayanan ve pillerin satın alınmasıyla desteklenen bir güç pili tedarik zinciri oluşturulabilir.
Tesla için bu çağın gelişinin üç ana anlamı vardır:
1. Güç bataryası maliyetleri azaltılır ve verimlilik artar Birçok batarya tedarikçisi bulunan Tesla, tedarikçilerde daha güçlü söz sahibi olacak ve batarya alım fiyatları üzerindeki baskıyı kaçınılmaz olarak artıracaktır.
Aynı zamanda, kendi ürettiği pil üretim hattı devreye girdikten sonra Tesla'nın pil maliyeti, Panasonic'in pil maliyetinden% 10 daha düşük olan 100 ABD doları (yaklaşık 701 yuan) kadar düşük olacaktır. Tesla'nın maliyet avantajı Daha açık bir şekilde, modelleri fiyatları daha da düşürebilir ve satışları daha büyük ölçekte artırabilir. Güç bataryası üretimi için kuru elektrot teknolojisi kullanılırsa, Tesla güç bataryalarının üretim verimliliği de biraz artacaktır.
2. Üretim kapasitesini artırın Şimdiye kadar Tesla, biri Fremont, California'da bulunan ve şu anda tam kapasite ile çalışan iki komple araç üretim tesisine sahip; diğeri ise mevcut 150.000 araçlık üretim kapasitesiyle Shanghai Lingang'da bulunuyor. 2012 yılında hedef üretim kapasitesi 500.000 araç / yıl olup, halen büyük bir kapasite artırma alanı mevcuttur; ayrıca şu anda yapım aşamasında olan Almanya'nın Berlin kentinde planlanan bir fabrika da bulunmaktadır.
Mevcut durumdan yola çıkarak, Teslanın ve Panasonicin ortak girişim pil fabrikası, Amerika Birleşik Devletlerindeki yerel fabrikalara yetersiz tedarik sağlıyor. Çin fabrikaları ve gelecekteki Alman fabrikaları, güç pilleri sağlamak için kaçınılmaz olarak yeni pil tedarikçilerine ihtiyaç duyacak. Tedarikçinin yeterli güç bataryası tedariki, Tesla'nın üretim kapasitesinin büyümesini teşvik edebilir ve nihayet 2022'de yılda 1 milyon Tesla üretme hedefine ulaşabilir.
3. Musk, bir milyon Robotaksiye olan talebi karşılamak için bir zamanlar Haikou'da övünerek 2020'de 1 milyon Tesla aracının Robotaksis olmak için yola çıkacağını söyledi.Otonom sürüş teknolojisinin uygulanabilir olup olmadığına bakılmaksızın, mevcut batarya teknolojisine bakılırsa, Bu hedefe ulaşmak zordur.
Şu anda, güç pilinin döngü sayısı çoğunlukla yaklaşık 1000 kat ve buna karşılık gelen hizmet ömrü yaklaşık 200.000 mil (yaklaşık 320.000 kilometre) Bu dayanıklılık ömrü sıradan evler için yeterli, ancak 24 saat kesintisiz çalışma gerektiren Robotaxi için , Ama gergin görünüyor.
Tesla, bu sorunu çözmek için kendi güç pilini üretiyor Yukarıda da bahsettiğimiz gibi, Teslanın son patenti 1 milyon mil (yaklaşık 1,6 milyon kilometre) pil ömrü için pil araştırma ve geliştirmeyi tamamladıklarını gösteriyor. Uzun pil ömrüne sahip güç pili, Tesla Robotaxi operasyonunun gereksinimlerini karşılayabilecektir.
Tüm güç bataryası endüstrisi için, Tesla'nın kendi ürettiği güç bataryası da geniş kapsamlı bir öneme sahiptir:
1. Elektrikli araçlarda lider bir şirket olarak Teslanın güç pil endüstrisine girişi taklit etkiler getirecektir. Gelecekte, daha büyük otomobil şirketleri elektrifikasyona geçiş sırasında kendi ihtiyaçlarını karşılamak için kendi ürettikleri pilleri düşünebilir. talep. Otomobil şirketleri için, elektrik çağının özü olan Sanden teknolojisi, avucun içinde tutulmalıdır.
2. Araba şirketlerinin güç akülerine girmesi, güç aküsü tedarikçilerinin asıl müşterilerinin kaybedilmesi ve güç aküsü tedarikçilerinin kar marjlarının sıkıştırılması anlamına gelir. Araba şirketleriyle oynanan oyunda, pil tedarikçileri güç pil maliyetlerini azaltmanın ve güç pil performansını iyileştirmenin yollarını bulacak.
3. Yeni enerji tedarik zincirinin yapısı değişebilir Otomobil şirketlerinin kendi ürettikleri güç aküleri sürecinde, güç aküsü tedarikçilerinden başlangıçta ayrılmış olan malzeme tedarikçileri doğrudan otomobil firmalarıyla iletişime geçebilecekler. Endüstriyel zincirin azalması, endüstriyel yapının daha fazla optimizasyonu anlamına gelir.
Sonuç: Tesla, bataryada ustalaştıktan sonra daha güçlü olacak
Tesla'nın Fremont fabrikasının ilk güç pili üretim hattı inşa ediliyor ve hemen köşeyi dönünce Musk'ın beş yıllık kendi ürettiği pil planı nihayet çıktı sonuçları aşamasına girdi.
Güç pilinde ustalaştıktan sonra Tesla her açıdan daha güçlü hale gelecektir.
Tedarik zincirinin sonunda, maliyet düşürme peşinde koşan Tesla, kendi ürettiği güç pilleri hedefine ulaştığında, diğer tedarikçilerden güç pilleri satın alma talebi de kaçınılmaz olarak azalacaktır. Tesla'nın pil tedarikçileri bir fiyat savaşı başlatacak ve bu fiyat savaşında Tesla mutlak hakimiyete sahip olacak.
Elektrikli araç ürün tarafında, Teslanın kendi ürettiği güç pillerinin şu anda piyasada bulunan çoğu pilden daha iyi performans göstermesi muhtemeldir, daha uzun bir hizmet ömrüne ve daha az kapasite zayıflamasına sahip olacak ve dolayısıyla Tesla'yı büyük ölçüde iyileştirecektir. Modelin riskten korunma oranı.
Bununla birlikte, Tesla için, seri üretimin gerçekleştirilmesi, kendi ürettiği güç pillerine ilişkin büyük vizyonun yalnızca ilk adımıdır ve daha sonra güç pili üretim kapasitesi yapımı, bunun için gerçek bir zorluktur.
Çin'de, güç pil kapasitesinin yapım maliyeti GWh başına yaklaşık 400-600 milyon yuan iken, Amerika Birleşik Devletleri'nde bu maliyet yalnızca daha yüksek olacaktır. Tesla gerçekten büyük ölçekli bir pil üretim hattı inşa etmek istiyorsa, gelecekte güç pil projelerine en az on milyarlarca yatırım yapması gerekecek. Tesla gibi yeni kâr etmiş ve son derece değerli nakit akışına sahip bir şirket için bu yatırım muazzam bir baskı yaratacaktır. Kendi ürettiği güç pillerinin Tesla için hala uzun bir yolu var.
Okuduğunuz için teşekkürler. Buradaki gelecekteki arabaya baktığımızda, açıklama yapmak için çok geç, takip etmek ve arabaya binmek için tıklayın ~
