今天小編分享的科技經驗:4680大圓柱電芯這餅,特斯拉眼看着也畫不下去了,歡迎閲讀。
"2024 将成為‘ 4680 ’之年!"
2023 年 1 月末,在特斯拉 2022 年度财報電話會議上,春風得意的埃隆 · 馬斯克,照例又以爆 " 金句 " 的方式,立下了新一代的 Flag。
CEO 們為了确保股價和投資,必須整天扯高調甚至滿嘴跑火車,這其實也屬美國市場經久的積弊,所以對馬斯克乃至其他明星 CEO 的大話,海這邊的我們其實應該淡定一些。
所謂 4680,當然是指目前無人不知無人不曉的大圓柱電芯。直徑 46 毫米,高度 80 毫米。其實型号末尾還有個 "0",表示其形狀為圓柱造型。
由于官宣了這種采用全極耳構造的超大型锂離子動力電芯,将擁有比上一代 2170 電芯高 5 倍的單體能量,從而帶來 16% 的續航提升。總之,這便是下一代锂離子動力電芯的标準形态。正因為當初畫下的餅是如此美好,以至于直到今年年初,還有媒體在念叨馬斯克上面這句帶有宣告性意味的 " 金句 "。
然而兩年多前的那次會議,筆者也是關注者之一。而正因為自己聽過看過,所以我也關注到了一些 " 金句 " 之外的,其他部分。
在當天的電話會議中,有投資者曾經發問," 影響特斯拉 4680 電池實現百萬周產能的主要障礙有哪些?管理者預計何時能實現這一目标?"
針對這個問題,特斯拉負責動力和能源工程的高級副總裁德魯 · 巴格利諾出言解釋稱,目前各界針對 4680 電池的疑問,主要牽扯到賽博卡車(Cybertruck)這款產品。傳言是 4680 的產能限制影響了其產能爬坡," 事實并非如此。現階段來看,4680 電芯產量是處于領先狀态的,我們實際有數周的成品庫存。"
但在辟謠之外,巴格利諾也明确表達了其對 4680 大圓柱電芯的擔憂:
" 我們的目标是保持現階段狀态,不僅是為了 Cybertruck 生產不受影響,同時也是考慮到了未來的其他產品。但 4680 電池的產能爬坡過程也是一條 S 曲線,具體的時間節點其實很難預測。"
正如其所説的,此前外界對 4680 大圓柱電芯項目的擔憂,與當時更為令人矚目的賽博卡車項目有關。盡管 4680 确實并非導致賽博卡車難產的根本原因,但卻不意味着其沒有問題。事實上,作為關系到未來特斯拉各種車型的關鍵項目,4680 大圓柱電芯的問題一直非常之大,而且從未能徹底解決過,甚至至今也看不到解決之道。
三種電芯的實際尺寸示意
自 2020 年起,持續四年久攻不克的結果就是,特斯拉正在是否自產這種電芯的問題上,產生動搖。已經出現了放棄自主生產,轉而依賴傳統供應商的傾向。
而一旦該情況發生,則勢必将成為今年以來繼放棄提升一體鑄造部件尺寸之後,又一次在技術發展上的重大挫折。
"4680 大圓柱電芯的 " 突破 "
首先在這裏需要強調的是——
特斯拉的 " 放棄 ",不代表 4680 規格的大圓柱電芯會就此終結!
特斯拉的 " 放棄 ",不代表 4680 規格的大圓柱電芯會就此終結!
特斯拉的 " 放棄 ",不代表 4680 規格的大圓柱電芯會就此終結!
容易混淆的核心問題放在文章考前而且強調三遍,免得被習慣只看标題和部分正文的朋友來個 " 先噴為敬 "。
曾經,良品率是困擾特斯拉的主要問題,但這一點現在已經大幅度解決。在 2022 年末的時候,特斯拉得克薩斯州千兆工廠的良品率,還只能在 90%~92% 之間來回搖擺,但目前已經提升到了 95% 左右。
集合動力電池產線與車輛總裝于一體的德克薩斯州千兆工廠
根據官方去年 12 月的説法,在此前的一年時間裏,4680 大圓柱電芯的累計產量已突破 4000 萬枚規模,轉年後的平均每周產能可以保持 100 萬枚。在上述基礎上,官方推算 2024 年的電芯總產能,将有望突破 6GWh。
這看似一個非常光鮮的數據,但任何人結合一下特斯拉自去年 12 月以來的走勢,則多少察覺到 " 哪裏不對 ",也并不需要特别敏鋭的投資眼光。
首先,早在 2022 年 12 月末,特斯拉就曾對外公布的一項被冠以 " 重大利好 " 的消息,宣稱其德州千兆電池工廠已在 4680 電芯的生產工藝上取得了突破,周良品產能達到了 86.8 萬顆規模。隔了一年終于又能将產能往上拉個 13.2% 是不是有點太寒碜了些?
其次,Model Y 全輪驅動版的電池包總容量超過 80KWh,推算至少需要 4200 枚的 2170 電芯,而換成 4680 大約是略低于 820 枚(按照 4680 大圓柱電芯初代 98Wh 計算)這一百萬的周產能只夠裝不到 1220 台 Model Y 全輪驅動版車型,根本就不夠用。
以 4680 大圓柱電芯目前的產能,滿足賽博卡車尚且不夠,更何況 Model Y
最後,2170 電芯的良品率 5 年前就已經突破了 99%,你這個 95% 的良品率結合目前的產能,得多久才能把這 4 年投進去的錢給平賬呢?
而根據各種小道消息,目前電芯生產的很多核心技術,在歷時四年的克難突破瓶頸下依舊沒有進展。比如 2020 年在 4680 大圓柱電芯項目 PPT 上宣布的硅陽極替代材料沒有實現。又比如幹法電極制造工藝,目前也沒有能夠實現。
而且搞笑的是,特斯拉之所以好歹在去年末能官宣出點 " 喜報 ",乃是因為其從 2023 年下半年開始放下身段、頂着政治不正确的風險,采購兩家中國二線電池公司生產的正極極卷的結果。
實際上,現階段生產的 4680 電池使用與 2170 電池類似的化學成分制造,而由于上面提到的核心技術的未能突破,這種實際放大版的 2170 電池在散熱上存在着問題,這也導致了配備該電芯的賽博卡車在勉強上市後,一直存在普遍性的充電性能不佳的問題。
2020 年那堆畫餅裏面,唯一實現的就只有全極耳構造了,還得是通過中國供應商的支持
什麼,有人問 2020 年官宣項目時承諾的 22 年量產第一代單顆容量 98Wh、2023 年量產第二代單顆容量 108Wh、2024 年會來到第三代單顆容量 118Wh 的這個進度表咋辦?
要我説啊,都這會了還不如去睡一覺吧,畢竟夢裏啥都有。
" 白痴 " 竟是我自己
那麼,4680 大圓柱電芯真的具有馬斯克吹噓的那麼強大麼?這事從一開始就是值得玩味的。
特斯拉自產版本 4680 大圓柱電芯在去年達到了一定的規模,但代價是性能遠低于最初的宣稱
早在 2022 年 3 月,就曾有美國媒體挖出了一份特斯拉向美國能源署(U.S. Energy Information Administration,縮寫 USEIA)提供的檔案,其中特斯拉宣稱配備了采用 4680 電芯的新一代動力電池包的 Model Y AMD(全輪驅動版)的 WLTC 續航裏程為 279 英裏(449.01 公裏)。
有興趣的人不妨打開特斯拉官網中文頁面,點選 Model Y 車型去看一下全輪驅動版的續航數據,然後根據打八折來進行換算,則其續航也應該有至少 492 公裏。實際上,這已經是筆者反向放水的結果,因為根據一般換算經驗,WLTC 轉換為 CLTC 數據,通常只需要打九五折最多也不過九折。
顯然,能導致這種結果就只有兩種可能——
要麼是馬斯克打一開始就打算在動力電池包換用新電芯後進行減配縮水,或者是 2020 年馬斯克自己宣稱的所謂 "4680 電芯相比 21700 電芯單體容量提升 5 倍、功率提升 6 倍,在整車層面能夠實現 16% 的續航裏程提升 " 的這個説法本身就是假的。
作為一位著名企業主,同時也是需要為數以萬計大小投資人負責的特斯拉 CEO,如果真相是前一種,則你除了罵上一句 " 奸商 ",至少在商業邏輯上多少還説得過去。畢竟在 2024 年,不把新車主當韭菜對待的車企怕是打着燈籠也找不着了。但若是後一個原因,那麼問題可就嚴重了。因為這就意味着馬斯克也遇到了 " 白痴竟是我自己 " 的屈辱性困境。
自從在簡中互聯網社區被捧上神壇後,埃隆 · 馬斯克的很多言論與神話,就一直廣為流傳。其中既有諸如 "Happiness is reality minus expectations"(幸福感就是現實減去希望)這樣的雞湯文學,也有諸如 " 第一性原理 " 這種半通不通的用物理學概念強湊商業邏輯的描述。除此之外,其實還有一個目前鮮有人提到的自主發明概念——白痴指數。
所謂 " 白痴指數 " 是一種最初見于 SpaceX 公司内的,用于衡量制成品成本效率的概念。其大致誕生于 2007 年,據稱首創于當年某次由老板親自主持的 SpaceX 公司獵鷹 9 項目的會議上。當時,馬斯克不滿于某個火箭零部件的價格太過高昂,一怒之下斥責為 " 白痴 "。
簡單而言就是,無論汽車還是火箭,如果其某個系統中的一個部件的總成本為 10 塊錢,但用來生產其的原材料成本卻只值 1 塊錢,那麼該部件的 " 白痴指數 " 就相對較高的。
雖然筆者不知道根據老馬這個理論,他是怎麼看待目前的各種高端半導體器件產品的,但至少在目前 4680 大圓柱電芯所面臨的問題上,特斯拉最近這 4 年的努力以及目前的狀況,可以説是将 " 白痴指數 " 拉到了堪稱爆炸的程度了 ……
根據 2022 年的數據,結合 Model Y 全輪驅動版電池包的重量數據,當時有人換算出其能量密度在 217~229Wh/kg 之間。這個數據在當時就已經算不上頂流,因為彼時寧德時代公布的初代麒麟電池的能量密度,已經可以達到 255Wh/kg。
而如果不講質量算體積,則比亞迪當時已經開始大量裝車的刀片電池在封裝體積上也明顯勝過采用 4680 電芯的特斯拉產電池包。
所以你折騰了這一圈,燒掉了投資人數以億計的美鈔,到底圖的是什麼?
而既然自己搞不定,耗費 4 年時間燒掉那麼多錢依舊搞不定,那還不如直接躺平,然後把數據和資料發給一眾供應商尋求合作就是了。
有媒體爆料稱,實際上特斯拉早在去年末,就已經聯系到傳統的動力電池供應商,比如松下、LG 能源等等,溝通 4680 大圓柱電芯的生產事宜。
而就在不久前,LG 能源宣布成功開始批量試制 4680 電芯,似乎成為了特斯拉最終轉為謀求外購的最後一擊。畢竟,這是關系到賽博卡車產能,乃至于未來新的低端廉價車型項目的關鍵。同時現有車型的動力電池包,也有着換代的需求。
當然,馬斯克并沒有放棄對保持 4680 電芯自有產能的期望。今年 5 月,在其揮舞進行全球裁員之際,負責 4680 大圓柱電芯項目的部門,也是整個特斯拉受裁員影響最小的部門。但根據消息人士透露的信息,官方仍舊對目前仍然保留的 4680 項目懷有期待,希望未來自身所保留的這部分產能,能夠比從松下、LG 新能源等供應商采購的產品,要更加經濟而且實惠。
對此我能怎麼説呢?反正已經認清現實了,留個念想也不算壞事。