今天小编分享的科技经验:4680大圆柱电芯这饼,特斯拉眼看着也画不下去了,欢迎阅读。
"2024 将成为‘ 4680 ’之年!"
2023 年 1 月末,在特斯拉 2022 年度财报电话会议上,春风得意的埃隆 · 马斯克,照例又以爆 " 金句 " 的方式,立下了新一代的 Flag。
CEO 们为了确保股价和投资,必须整天扯高调甚至满嘴跑火车,这其实也属美国市场经久的积弊,所以对马斯克乃至其他明星 CEO 的大话,海这边的我们其实应该淡定一些。
所谓 4680,当然是指目前无人不知无人不晓的大圆柱电芯。直径 46 毫米,高度 80 毫米。其实型号末尾还有个 "0",表示其形状为圆柱造型。
由于官宣了这种采用全极耳构造的超大型锂离子动力电芯,将拥有比上一代 2170 电芯高 5 倍的单体能量,从而带来 16% 的续航提升。总之,这便是下一代锂离子动力电芯的标准形态。正因为当初画下的饼是如此美好,以至于直到今年年初,还有媒体在念叨马斯克上面这句带有宣告性意味的 " 金句 "。
然而两年多前的那次会议,笔者也是关注者之一。而正因为自己听过看过,所以我也关注到了一些 " 金句 " 之外的,其他部分。
在当天的电话会议中,有投资者曾经发问," 影响特斯拉 4680 电池实现百万周产能的主要障碍有哪些?管理者预计何时能实现这一目标?"
针对这个问题,特斯拉负责动力和能源工程的高级副总裁德鲁 · 巴格利诺出言解释称,目前各界针对 4680 电池的疑问,主要牵扯到赛博卡车(Cybertruck)这款产品。传言是 4680 的产能限制影响了其产能爬坡," 事实并非如此。现阶段来看,4680 电芯产量是处于领先状态的,我们实际有数周的成品库存。"
但在辟谣之外,巴格利诺也明确表达了其对 4680 大圆柱电芯的担忧:
" 我们的目标是保持现阶段状态,不仅是为了 Cybertruck 生产不受影响,同时也是考虑到了未来的其他产品。但 4680 电池的产能爬坡过程也是一条 S 曲线,具体的时间节点其实很难预测。"
正如其所说的,此前外界对 4680 大圆柱电芯项目的担忧,与当时更为令人瞩目的赛博卡车项目有关。尽管 4680 确实并非导致赛博卡车难产的根本原因,但却不意味着其没有问题。事实上,作为关系到未来特斯拉各种车型的关键项目,4680 大圆柱电芯的问题一直非常之大,而且从未能彻底解决过,甚至至今也看不到解决之道。
三种电芯的实际尺寸示意
自 2020 年起,持续四年久攻不克的结果就是,特斯拉正在是否自产这种电芯的问题上,产生动摇。已经出现了放弃自主生产,转而依赖传统供应商的倾向。
而一旦该情况发生,则势必将成为今年以来继放弃提升一体铸造部件尺寸之后,又一次在技术发展上的重大挫折。
"4680 大圆柱电芯的 " 突破 "
首先在这里需要强调的是——
特斯拉的 " 放弃 ",不代表 4680 规格的大圆柱电芯会就此终结!
特斯拉的 " 放弃 ",不代表 4680 规格的大圆柱电芯会就此终结!
特斯拉的 " 放弃 ",不代表 4680 规格的大圆柱电芯会就此终结!
容易混淆的核心问题放在文章考前而且强调三遍,免得被习惯只看标题和部分正文的朋友来个 " 先喷为敬 "。
曾经,良品率是困扰特斯拉的主要问题,但这一点现在已经大幅度解决。在 2022 年末的时候,特斯拉得克萨斯州千兆工厂的良品率,还只能在 90%~92% 之间来回摇摆,但目前已经提升到了 95% 左右。
集合动力电池产线与车辆总装于一体的德克萨斯州千兆工厂
根据官方去年 12 月的说法,在此前的一年时间里,4680 大圆柱电芯的累计产量已突破 4000 万枚规模,转年后的平均每周产能可以保持 100 万枚。在上述基础上,官方推算 2024 年的电芯总产能,将有望突破 6GWh。
这看似一个非常光鲜的数据,但任何人结合一下特斯拉自去年 12 月以来的走势,则多少察觉到 " 哪里不对 ",也并不需要特别敏锐的投资眼光。
首先,早在 2022 年 12 月末,特斯拉就曾对外公布的一项被冠以 " 重大利好 " 的消息,宣称其德州千兆电池工厂已在 4680 电芯的生产工艺上取得了突破,周良品产能达到了 86.8 万颗规模。隔了一年终于又能将产能往上拉个 13.2% 是不是有点太寒碜了些?
其次,Model Y 全轮驱动版的电池包总容量超过 80KWh,推算至少需要 4200 枚的 2170 电芯,而换成 4680 大约是略低于 820 枚(按照 4680 大圆柱电芯初代 98Wh 计算)这一百万的周产能只够装不到 1220 台 Model Y 全轮驱动版车型,根本就不够用。
以 4680 大圆柱电芯目前的产能,满足赛博卡车尚且不够,更何况 Model Y
最后,2170 电芯的良品率 5 年前就已经突破了 99%,你这个 95% 的良品率结合目前的产能,得多久才能把这 4 年投进去的钱给平账呢?
而根据各种小道消息,目前电芯生产的很多核心技术,在历时四年的克难突破瓶頸下依旧没有进展。比如 2020 年在 4680 大圆柱电芯项目 PPT 上宣布的硅阳极替代材料没有实现。又比如干法电极制造工艺,目前也没有能够实现。
而且搞笑的是,特斯拉之所以好歹在去年末能官宣出点 " 喜报 ",乃是因为其从 2023 年下半年开始放下身段、顶着政治不正确的风险,采购两家中国二线电池公司生产的正极极卷的结果。
实际上,现阶段生产的 4680 电池使用与 2170 电池类似的化学成分制造,而由于上面提到的核心技术的未能突破,这种实际放大版的 2170 电池在散热上存在着问题,这也导致了配备该电芯的赛博卡车在勉强上市后,一直存在普遍性的充电性能不佳的问题。
2020 年那堆画饼里面,唯一实现的就只有全极耳构造了,还得是通过中国供应商的支持
什么,有人问 2020 年官宣项目时承诺的 22 年量产第一代单颗容量 98Wh、2023 年量产第二代单颗容量 108Wh、2024 年会来到第三代单颗容量 118Wh 的这个进度表咋办?
要我说啊,都这会了还不如去睡一觉吧,毕竟梦里啥都有。
" 白痴 " 竟是我自己
那么,4680 大圆柱电芯真的具有马斯克吹嘘的那么强大么?这事从一开始就是值得玩味的。
特斯拉自产版本 4680 大圆柱电芯在去年达到了一定的规模,但代价是性能远低于最初的宣称
早在 2022 年 3 月,就曾有美国媒体挖出了一份特斯拉向美国能源署(U.S. Energy Information Administration,缩写 USEIA)提供的檔案,其中特斯拉宣称配备了采用 4680 电芯的新一代动力电池包的 Model Y AMD(全轮驱动版)的 WLTC 续航里程为 279 英里(449.01 公里)。
有兴趣的人不妨打开特斯拉官网中文页面,点选 Model Y 车型去看一下全轮驱动版的续航数据,然后根据打八折来进行换算,则其续航也应该有至少 492 公里。实际上,这已经是笔者反向放水的结果,因为根据一般换算经验,WLTC 转换为 CLTC 数据,通常只需要打九五折最多也不过九折。
显然,能导致这种结果就只有两种可能——
要么是马斯克打一开始就打算在动力电池包换用新电芯后进行减配缩水,或者是 2020 年马斯克自己宣称的所谓 "4680 电芯相比 21700 电芯单体容量提升 5 倍、功率提升 6 倍,在整车层面能够实现 16% 的续航里程提升 " 的这个说法本身就是假的。
作为一位著名企业主,同时也是需要为数以万计大小投资人负责的特斯拉 CEO,如果真相是前一种,则你除了骂上一句 " 奸商 ",至少在商业逻辑上多少还说得过去。毕竟在 2024 年,不把新车主当韭菜对待的车企怕是打着灯笼也找不着了。但若是后一个原因,那么问题可就严重了。因为这就意味着马斯克也遇到了 " 白痴竟是我自己 " 的屈辱性困境。
自从在简中互联网社区被捧上神坛后,埃隆 · 马斯克的很多言论与神话,就一直广为流传。其中既有诸如 "Happiness is reality minus expectations"(幸福感就是现实减去希望)这样的鸡汤文学,也有诸如 " 第一性原理 " 这种半通不通的用物理学概念强凑商业逻辑的描述。除此之外,其实还有一个目前鲜有人提到的自主发明概念——白痴指数。
所谓 " 白痴指数 " 是一种最初见于 SpaceX 公司内的,用于衡量制成品成本效率的概念。其大致诞生于 2007 年,据称首创于当年某次由老板亲自主持的 SpaceX 公司猎鹰 9 项目的会议上。当时,马斯克不满于某个火箭零部件的价格太过高昂,一怒之下斥责为 " 白痴 "。
简单而言就是,无论汽车还是火箭,如果其某个系统中的一个部件的总成本为 10 块钱,但用来生产其的原材料成本却只值 1 块钱,那么该部件的 " 白痴指数 " 就相对较高的。
虽然笔者不知道根据老马这个理论,他是怎么看待目前的各种高端半导体器件产品的,但至少在目前 4680 大圆柱电芯所面临的问题上,特斯拉最近这 4 年的努力以及目前的状况,可以说是将 " 白痴指数 " 拉到了堪称爆炸的程度了 ……
根据 2022 年的数据,结合 Model Y 全轮驱动版电池包的重量数据,当时有人换算出其能量密度在 217~229Wh/kg 之间。这个数据在当时就已经算不上顶流,因为彼时宁德时代公布的初代麒麟电池的能量密度,已经可以达到 255Wh/kg。
而如果不讲质量算体积,则比亚迪当时已经开始大量装车的刀片电池在封装体积上也明显胜过采用 4680 电芯的特斯拉产电池包。
所以你折腾了这一圈,烧掉了投资人数以亿计的美钞,到底图的是什么?
而既然自己搞不定,耗费 4 年时间烧掉那么多钱依旧搞不定,那还不如直接躺平,然后把数据和资料发给一众供应商寻求合作就是了。
有媒体爆料称,实际上特斯拉早在去年末,就已经联系到传统的动力电池供应商,比如松下、LG 能源等等,沟通 4680 大圆柱电芯的生产事宜。
而就在不久前,LG 能源宣布成功开始批量试制 4680 电芯,似乎成为了特斯拉最终转为谋求外购的最后一击。毕竟,这是关系到赛博卡车产能,乃至于未来新的低端廉价车型项目的关键。同时现有车型的动力电池包,也有着换代的需求。
当然,马斯克并没有放弃对保持 4680 电芯自有产能的期望。今年 5 月,在其挥舞进行全球裁员之际,负责 4680 大圆柱电芯项目的部门,也是整个特斯拉受裁员影响最小的部門。但根据消息人士透露的信息,官方仍旧对目前仍然保留的 4680 项目怀有期待,希望未来自身所保留的这部分产能,能够比从松下、LG 新能源等供应商采购的产品,要更加经济而且实惠。
对此我能怎么说呢?反正已经认清现实了,留个念想也不算坏事。