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特大喜讯!特斯拉终于成功了!

特斯拉的4680电池项目自2020年电池日发布以来,一直备受关注。这款新型电池不仅体积更大、性能更强,还承诺能够大幅降低电动车的电池成本。然而,尽管马斯克的承诺振奋人心,但在实际制造过程中,4680电池的干电极技术却屡次遇阻,导致该电池无法达到预期的性能和成本优势。直到最近,特斯拉的电池团队终于克服了关键障碍,成功解决了干电极正极的制造问题,为4680电池的量产铺平了道路。

马斯克的最后通牒

特斯拉的电池研发团队曾面临巨大压力,特别是在2022年电池日之后,马斯克提出了雄心勃勃的目标,期望通过4680电池将车辆的每千瓦时能量成本降低56%。然而,研发进展并不顺利。到2023年初,特斯拉的4680项目进展缓慢,马斯克甚至给团队下达了最后通牒:要么解决问题,降低成本,否则整个4680项目将被终止。

这种强硬的管理方式尽管引发争议,但无疑加速了研发进展。几个月后,特斯拉宣布在第二季度的4680电池生产量相比第一季度增加了50%,同时显著降低了生产成本。按此速度,特斯拉每年将生产约1亿颗4680电池,足够为每周生产1400辆Cybertruck供电。

干电极技术的挑战与突破

4680电池的创新不仅仅在于其更大的尺寸和更高的能量密度,其制造过程中的“干电极”技术更是核心亮点。传统的电池制造采用湿法工艺,需要添加大量溶剂,然后再将其干燥,这不仅耗时耗能,还涉及大量有害化学品的处理。特斯拉的目标是通过干法工艺消除这些步骤,从而提高效率并降低生产线的规模和成本。

尽管干电极技术听起来简单,实际操作却极为复杂。特斯拉在2019年通过收购Maxwell Technologies获得了这一技术,并成功地在负极材料(主要为铜箔和石墨)上实现了干电极工艺。然而,正极部分(含有铝、镍、锰和钴等金属)却始终无法适应干法工艺。正极材料过于坚硬,导致压片工序中,钢制压辊反复受损,每次损坏需要45天才能修复,大大影响了生产效率。

最终,特斯拉通过升级生产设备,并调整制造工艺,终于克服了这一挑战。根据内部消息,特斯拉现已能够在大规模生产设备上稳定制造出符合要求的干电极正极材料。这标志着4680电池的干电极工艺全面成熟,生产效率和成本控制有望大幅提升。

Cybertruck 电池的应用

4680电池的突破不仅意味着特斯拉在电池生产上取得了里程碑式的进展,更直接影响了Cybertruck的量产。特斯拉的首席工程师Lars Moravy透露,特斯拉已经制造了首批使用干电极工艺的Cybertruck验证车。这些电池并非实验室中的原型,而是由量产设备制造的,表明特斯拉具备了大规模生产这一电池的能力。

预计到2024年底,所有生产的Cybertruck将配备100%干电极工艺的4680电池。这不仅会进一步加速4680电池的产量提升,也使得特斯拉能够更快地满足市场对Cybertruck的需求。更重要的是,这一新工艺使特斯拉能够在正极材料上摆脱对LG能源等供应商的依赖,从而降低成本。据马斯克透露,到2024年,特斯拉生产的4680电池成本将低于任何其他供应商,这使得特斯拉有望成为美国最具成本竞争力的镍基电池制造商。

未来展望

尽管4680电池在制造工艺上取得了突破,特斯拉在未来一段时间内可能不会对其电池性能进行重大升级。现阶段,特斯拉刚刚掌握了干电极正极工艺,为了确保生产线的稳定性,特斯拉将优先保证现有工艺的成熟和量产。这一点在Model Y的早期4680电池版本中也有体现。2022年,特斯拉推出了一款搭载4680电池的Model Y,虽然该车型采用了结构性电池组设计,但其续航里程却低于采用松下电池的版本,原因在于当时的4680电池在负极材料中未加入硅成分。

不过,随着技术的逐步成熟,特斯拉在Cybertruck的第二代4680电池中重新引入了硅负极,使得电池的能量密度得以提升,Cybertruck的续航里程也突破了300英里。这表明特斯拉将通过逐步优化化学成分,进一步提升电池性能。

总而言之,特斯拉4680电池的干电极工艺突破不仅解决了长期困扰特斯拉的技术瓶颈,也为未来电动车的成本下降和性能提升带来了无限可能。随着Cybertruck的量产,消费者将有机会体验到这一全球最先进的电动车电池技术,而这无疑是电动车领域的一大革新。

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