特斯拉德州工廠量產(chǎn)1000萬只電池意味著什么?
6月17日,特斯拉在推特賬號上宣布,其得州工廠第1,000萬只4680電池下線了。
新聞立刻在國內(nèi)的電池圈和電車圈被熱烈討論起來,但多數(shù)人的評價都比較負(fù)面,總體的感覺還是覺得特斯拉的4680電池進度太慢了,和當(dāng)初電池日上 Musk 承諾的 4680 量產(chǎn)時間嚴(yán)重不符。
那么得州工廠量產(chǎn)的這第1,000萬只4680電池,到底意味著什么呢?從這條新聞中,我們能得到什么有用的信息嗎?
一、第1000萬只4680,該恭喜嗎?
首先,我們看到在這條推文下面有1755條留言之多。其中絕大多數(shù)都是表示祝賀的,但也有少部分人例外。
比如這位叫 Dillon 的人就說:“特斯拉的4680電池就是 CGI(電腦圖形),就像特斯拉的 Cybertruck 一樣,永遠也實現(xiàn)不了。他還說:作為一個知道真相的人,我恭喜你們!一家汽車公司在“閉門造電池”,還不和人合作。這太瘋狂了?!?/p>
又比如,另一個叫做Machine的網(wǎng)友說:這是非常非常緩慢的進展 。
還有的網(wǎng)友,沒有搞清楚這個聲明的準(zhǔn)確含義,他的質(zhì)問引來了很多人的回應(yīng)。
這位叫做Tesla Chunk的人說:“每節(jié)4680電芯是98Wh(筆者團隊拆解實測是84Wh)的話,生產(chǎn)一個100度電的電池包就需要1020個單體,那一周生產(chǎn)1000萬只電池的話,就相當(dāng)于一周生產(chǎn)9803輛 Cybertruck 唄?!?/p>
然后我們大家都熟悉的Limiting factor糾正說:“你算錯了,這接近1萬輛的 Cybertruck 要平均到9個月里——潛臺詞是說,特斯拉的消息是說,到6月17日這周,特斯拉的得州工廠累計生產(chǎn)了第1000萬只電池。
而Limiting factor的回答還告訴我們,特斯拉得州工廠是9個月前才開始量產(chǎn)4680電芯的?!?/p>
9個月前,也就是去年10月,特斯拉開始在得州工廠量產(chǎn)第二代4680電芯。
去年4月8日,我們一起見證了特斯拉得州工廠的開業(yè)儀式。也正是在那次活動上,特斯拉發(fā)出了他們的第二代4680電芯生產(chǎn)的細節(jié)視頻。
還有一位叫 Beezhan 的網(wǎng)友寫得比較深刻。
他說這第1000萬只電池之所以是非常重要的里程碑,主要有七個方面的原因:
1.第二代4680提高了能量密度(據(jù)筆者拆解實測,第一代電芯能量密度不到240Wh/kg)且改善了性能;
2.第二代4680電池解決了里程焦慮(同樣是每車828顆電芯,能量密度大了,續(xù)航里程就變長了);
3.擴大4680生產(chǎn)規(guī)模,可以降低成本(特斯拉在第一季財報會上宣稱,得州4680工廠的成本支出比典型的量產(chǎn)電池工廠減少70%);
4.特斯拉的4680電池也可以用于儲能;
5.4680的量產(chǎn)增加了就業(yè)崗位;
6.特斯拉推出了4680電池,減少了對進口電池的依賴(美國版的國產(chǎn)替代);
7.特斯拉4680電芯減少了對有限資源的依賴(估計是指未來的無鈷電池)。
Beezhan透露出的幾個重要信息值得我們注意:
第一,第二代電池能量密度增加了,筆者預(yù)測應(yīng)該是主流的280Wh/kg配置;
第二,第二代電池成本削減了70%,而且電池性能也得到了改善;
第三,特斯拉的4680電池減少了對進口電池的依賴,從而可以順理成章地享受美國的 IRA 補貼。
二、弗里蒙特為啥要擴建?
接下來,我們再來看6月9日特斯拉的另一則新聞。
文章稱:兩位消息人士告訴《商業(yè)時報》,特斯拉簽署了弗里蒙特48401號工廠的租約,這是舊金山工業(yè)房地產(chǎn)投資信托 Prologis 公司擁有的 210,000 平方英尺的先進制造設(shè)施。
《商業(yè)時報》報道稱:特斯拉計劃利用該地點擴大其 4680 電池的生產(chǎn)。其中一位消息人士稱,該工廠將支持特斯拉 4680 電池技術(shù)的生產(chǎn),該消息人士直接了解該交易但他未獲授權(quán)公開討論。
我們知道,今年1月25日,Musk 在位于內(nèi)華達雷諾市的特斯拉超級工廠宣布了重磅的擴建計劃。特斯拉計劃追加至少35億美元,在內(nèi)華達超級工廠新建一座4680電池工廠和一家 Semi 半掛電動卡車工廠。
要知道,在特斯拉的得州工廠,可是已經(jīng)有了四條4680量產(chǎn)產(chǎn)線了,而且每條產(chǎn)線的規(guī)劃產(chǎn)能是恐怖的25GWh/年,合計是100GWh/年的產(chǎn)能。
結(jié)合之前的消息,這1,000萬只4680也只是其中一條產(chǎn)線的量產(chǎn)產(chǎn)品,其他三條還都處在“詭異的”調(diào)試階段。
那么為什么特斯拉一邊閑著得州工廠的三條量產(chǎn)線不用,一邊還要在內(nèi)華達州擴建100GWh/年的新產(chǎn)能呢?不僅如此,他們還要在弗里蒙特擴建試驗線的產(chǎn)能?
三、特斯拉Q1財報會都說了什么?
在回答上述問題之前,讓我們來聽聽特斯拉的 Drew Baglino 在2023 Q1的收益會上,是如何透露關(guān)于4680電芯的進展情況的吧。
1.得州工廠的4680成本支出比現(xiàn)有完成爬坡的典型的電池工廠減少70%,特斯拉重新設(shè)計了電池包,成本節(jié)約了50%,工廠規(guī)??s減66%。內(nèi)華達新工廠會繼續(xù)尋求生產(chǎn)的致密化和成本優(yōu)化。那這樣說就合理了,電池包成本節(jié)約主要是來自4680電芯的成本降低,而內(nèi)華達州的新工廠,應(yīng)該是量產(chǎn)能力更強的新一代產(chǎn)線規(guī)劃。
2.在得州工廠生產(chǎn)的就是第二個版本的4680,產(chǎn)量環(huán)比增長50%,單產(chǎn)增加12%。弗里蒙特工廠峰值產(chǎn)能增加20%,單產(chǎn)提高20%。2023年余下時間里,將進一步優(yōu)化成本,會在明年 Cybertruck 量產(chǎn)之前,穩(wěn)態(tài)提高產(chǎn)量。這部分信息量比較大,我們后面再分析。
3.今年五月堪薩斯州的鋰精煉工廠開工建設(shè)。主要是生產(chǎn)高鎳三元材料前驅(qū)體氫氧化鋰的工廠。而且使用無酸法,工藝成本更低,可以產(chǎn)生用于建筑行業(yè)的副產(chǎn)品。他們在生產(chǎn)正極前驅(qū)體的同時,還在積極布局工藝成本更低、零廢水的正極材料產(chǎn)線。目前在得州工廠已經(jīng)完成中試,正在建設(shè)量產(chǎn)線。已經(jīng)有50%設(shè)備安裝就緒,75%的基礎(chǔ)設(shè)施建好,目標(biāo)是年底投產(chǎn)。
看來,特斯拉已經(jīng)不再是一家車企的思維了,這妥妥的是??松梨诘拇蚍?,看樣子特斯拉將變成一家新能源壟斷的巨頭,而不僅僅是家車企。
四、特斯拉二代4680或是失敗作品?
結(jié)合以上的信息,筆者來為大家綜合分析一下特斯拉4680電池目前的生產(chǎn)狀況,并大膽預(yù)測一下未來事情的走向。
還記得去年12月特斯拉宣布一周量產(chǎn)近百萬只電池的新聞嗎?這里大家一定要注意,這條消息可沒說這電池是弗里蒙特還是得州工廠生產(chǎn)的。
筆者通過自有渠道了解的情況是,這是兩家工廠合計生產(chǎn)的周數(shù)量。具體分配到每一個廠是:弗里蒙特10萬只/天,得州2.4萬只/天。很明顯,弗里蒙特的4680就是第一代電芯,而得州的就是第二代電芯。
結(jié)合特斯拉第一季度財報會上的信息,可知得州工廠量產(chǎn)能力環(huán)比增長了50%,也就是說,得州工廠每天的產(chǎn)量是3.6萬只。現(xiàn)在已經(jīng)進入6月,馬上就到了第二季度末了,我們就按照第二季度再環(huán)比增長50%來計算,當(dāng)下得州工廠的天量產(chǎn)能力約在5.4萬只左右。不過即便是這樣,得州產(chǎn)能也還只是弗里蒙特第一代4680去年年底產(chǎn)能的一半左右。
大家可能總以為,弗里蒙特是條試產(chǎn)線,產(chǎn)能應(yīng)該不會很大。但其實弗里蒙特的試產(chǎn)線可不是一個小家伙,它也是設(shè)計產(chǎn)能10GWh的高速產(chǎn)線。
而得州的第二代4680產(chǎn)線,年產(chǎn)能更是高達25GWh。據(jù)說設(shè)計能力達到300PPM。
從目前筆者得到的消息來看,弗里蒙特工廠的量產(chǎn)速度已經(jīng)達到了驚人的150PPM了。按照筆者實測的84Wh/cell來計算的話,這條產(chǎn)線日產(chǎn)能也已達到21萬只/天了(畢竟在去年底,這條線的產(chǎn)能就已經(jīng)是10萬只/天了),年產(chǎn)能達到了6.6GWh/年,這也已經(jīng)快到這條產(chǎn)線的極限能力了。
讓我們對比一下,特斯拉一代產(chǎn)線是21萬只/天(別忘了,一代4680可是用的干法純石墨負(fù)極呦,看來干法石墨負(fù)極也已經(jīng)突破速度瓶頸了),二代產(chǎn)線是接近5.4萬只/天(還沒到二季度末)。
這個數(shù)字說明,一代產(chǎn)線已經(jīng)非常成熟了,這也就是為什么特斯拉要在弗里蒙特4680電池工廠附近又租下一個廠房,據(jù)說兩個地方相距只有三英里。弗里蒙特4680工廠附近的新廠房,應(yīng)該就是4680第一代產(chǎn)線的復(fù)制,而不會是第二代4680。否則得州工廠那三條現(xiàn)成的第二代4680產(chǎn)線為何不用,卻跑到弗里蒙特找新的地方呢?
看來,特斯拉是希望快速復(fù)制第一代4680已經(jīng)成熟的量產(chǎn)技術(shù),畢竟弗里蒙特有成熟的團隊,只要設(shè)備一拷貝,很快就能達到150PPM的量產(chǎn)能力,這可是最有效的提升產(chǎn)能的方法啊!
五、1000萬只4680背后,筆者怎么看?
Q:為什么第一代4680的量產(chǎn)能力已經(jīng)可以做到150PPM,而第二代的4680量產(chǎn)線才是它的四分之一呢?
正如上文網(wǎng)友說的那樣,第二代電芯應(yīng)該是提高了能量密度。想象一下,要想把大圓柱做到280Wh/kg,正極就得上高鎳了,負(fù)極就得加硅了(筆者拆解的億緯4695電芯就是這樣的配置)。
筆者預(yù)測第二個版本的4680不會上正極干法,而負(fù)極硅碳大概率要用干法技術(shù),但負(fù)極硅碳的干法就是新東西了,要想做到這么高的量產(chǎn)速度,肯定要比相對成熟的純石墨干法負(fù)極難得多。
另外,從結(jié)構(gòu)工藝上看,第二代的后蓋采用了焊接工藝封口,焊接封口應(yīng)該比墩封的速度慢,而且良率提高更難。
Q:那么為什么內(nèi)華達還要建新的100GWh的二代4680工廠呢?
這里筆者要大膽預(yù)測一下:很有可能得州二代的4680是個失敗的嘗試,而內(nèi)華達的4680是更新的一代,我們姑且可以把它稱為三代。
三代的4680肯定會繼續(xù)按照二代的步伐追求能量密度和性能,但結(jié)構(gòu)上或許放棄二代的焊封結(jié)構(gòu),而改回第一代的墩封。
這一點,在筆者對億緯(切折極耳和墩封)和國軒(揉平和焊封)的46系列電芯拆解中可以看出端倪。
Q:那么為什么內(nèi)華達還要建新的100GWh的二代4680工廠呢?
總結(jié)來看,特斯拉在電池量產(chǎn)方面是多條腿并行:
1.短線復(fù)制第一代成熟低能量密度的4680,快速提高電池產(chǎn)量;
2.積累二代高能密電芯量產(chǎn)經(jīng)驗,為發(fā)展第三代4680做鋪墊;
3.得州工廠其他三條產(chǎn)線或修改為第三代工藝;
4.量產(chǎn)高鎳三元正極材料,量產(chǎn)氫氧化鋰正極前驅(qū)體,平抑市場波動,進一步降低單體成本和電池包成本。
Q:有國內(nèi)的行業(yè)大佬說特斯拉已經(jīng)放棄干法電極技術(shù)了?
特斯拉的創(chuàng)新基因決定,他們不是一遇到困難就會放棄的團隊。另外,筆者告訴大家一個新消息:大眾的子公司 PowerCo SE 計劃全面采用特斯拉的干法電極制備方法生產(chǎn)電池極片。
該公司首席執(zhí)行官 Frank Bloom 說:"固態(tài)電池對產(chǎn)品的意義,干式涂層對生產(chǎn)的意義,一個真正的游戲規(guī)則改變者。如果成功地擴大規(guī)模,它將給我們帶來獨特的市場地位和明確的競爭優(yōu)勢?!?/p>
- 完 -
(作者:詹姆斯魚 huangyu141208,蘭巖信息創(chuàng)始人,旗下才神道、鋰想生活自媒體的鋰電技術(shù)垂直粉絲8萬+,專注于鋰電技術(shù)推廣和人才培育。文內(nèi)圖片均來自網(wǎng)絡(luò),如有任何問題,請及時與我們聯(lián)系。)