车东西(chedongxi)
文 | 小路

近期(qi),特斯(si)拉CEO埃隆马斯(si)克(ke)发推文称,特斯(si)拉电(dian)池日(ri)和(he)年度股东大会预计将(jiang)于9月15日(ri)在加利(li)福尼亚州弗里蒙(meng)特市(shi)超(chao)级工(gong)厂举行(xing),此(ci)次(ci)与会股东还将(jiang)参(can)观一条电(dian)池生产线。

特斯拉自家电池厂浮出水面!占地18万平米,就在加州超级工厂隔壁

▲马斯克推文

据了(le)解(jie),特(te)斯拉(la)在弗(fu)里蒙特(te)附近仅有一家电(dian)池工(gong)厂,位于弗(fu)里蒙特(te)超级工(gong)厂附近的Kato(音译加藤)路,这家电(dian)池工(gong)厂一直被外界(jie)称为特(te)斯拉(la)Stunk Works(臭鼬工(gong)厂)实验(yan)室。

Stunk Works实(shi)验(yan)(yan)室成立的(de)(de)具(ju)(ju)体时间未(wei)知,2019年6月首次(ci)被(bei)外界知晓,但直至今(jin)日(ri),特(te)斯拉官方仍(reng)然(ran)没有公布该实(shi)验(yan)(yan)室的(de)(de)具(ju)(ju)体资料。

据悉,Stunk Works实验室的场地(di)正在扩(kuo)建,扩(kuo)建完(wan)成后的工(gong)作大楼可(ke)容纳(na)470人(ren),当然电池生(sheng)产线(xian)规模也会(hui)得到相(xiang)应的扩(kuo)大。

有(you)趣(qu)的(de)是,特(te)斯拉已经在今年5月份(fen)以弗里蒙特(te)超级工厂(chang)的(de)名义发布了(le)多个和电池相(xiang)关的(de)技术岗位,说明该实验室确实在扩(kuo)大(da)规模。

本身特斯(si)拉电(dian)(dian)池(chi)日就备(bei)受(shou)关注(zhu),马斯(si)克(ke)发(fa)推文之后,外国(guo)媒体关注(zhu)的(de)焦点(dian)便转(zhuan)移到了这个(ge)电(dian)(dian)池(chi)实验室上。美国(guo)媒体CNBC报道称(cheng),5名特斯(si)拉的(de)员(yuan)工向他们透(tou)露(lu),Stunk Works实验室正在(zai)研(yan)发(fa)新(xin)电(dian)(dian)池(chi)技术、新(xin)的(de)电(dian)(dian)池(chi)生产设(she)备(bei)和(he)新(xin)的(de)电(dian)(dian)池(chi)生产工艺。

根据这些与(yu)电池(chi)(chi)相关的(de)信息,外媒推测,Stunk Works实(shi)验室(shi)或是在为特(te)斯(si)拉之(zhi)前提出的(de)“百万(wan)英里”电池(chi)(chi)(在累计使用约161万(wan)公(gong)里后,仍能保持70%以上的(de)电池(chi)(chi)容量)正式面(mian)世做准备。

那么特斯拉(la)Stunk Works实验(yan)室基(ji)本情况(kuang)如(ru)何?扩建后的产能如(ru)何?特斯拉(la)为什么要成立这个电池实验(yan)室?车东西透过(guo)多家外媒的报道,找到了一些答案(an)。

一、神秘的特斯拉电池生产线 已经开始扩建场地

近(jin)日(ri),特(te)斯(si)拉掌门人马斯(si)克(ke)发(fa)推文称,特(te)斯(si)拉电池(chi)日(ri)和股东大(da)会(hui)推迟至9月15日(ri)在(zai)加利福尼(ni)亚州(zhou)弗(fu)里蒙特(te)举行,并且与会(hui)股东将(jiang)参(can)观电池(chi)生(sheng)产线(xian)。

2019年,特(te)斯(si)拉向(xiang)外界透露了“百万英里”电(dian)(dian)池(chi)的(de)概念,今(jin)年的(de)特(te)斯(si)拉电(dian)(dian)池(chi)日备受关注,而(er)马斯(si)克的(de)一条(tiao)推文将外界关注的(de)焦点带向(xiang)这条(tiao)神秘(mi)的(de)电(dian)(dian)池(chi)生(sheng)产线。

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▲特斯拉2170型(xing)电池生产(chan)线

据(ju)了(le)解,特斯(si)(si)拉在加利福利亚州弗(fu)里蒙特仅有一家电池工厂(chang),该工厂(chang)被外界称为特斯(si)(si)拉的(de)Stunk Works实验(yan)室。

2019年6月,美国媒体CNBC根据5名特(te)斯(si)拉员工透露的信息,曝光了这(zhei)一神秘的电池(chi)实验室,这(zhei)是(shi)该实验室第一次被(bei)外(wai)界所知晓(xiao)。然而,截止(zhi)到(dao)今(jin)天为止(zhi),特(te)斯(si)拉官方并未(wei)给出任何与Stunk Works相关的资(zi)料。

Stunk Works实验室(shi)具体地址为加利福尼亚州弗里蒙特的Kota路47700号,与特斯拉弗里蒙特超级(ji)工厂(生产Model3、Model Y、Model X和(he)Model S车型)的距(ju)离仅有(you)几分钟的路程。

也就是说,该(gai)实验室生产的电池,可(ke)以很方(fang)便地运给(ji)整车工厂。

目(mu)前,Stunk Works实验(yan)室仅有两栋建筑,占地面积约为18.5万(wan)平方米,最多能容纳300名(ming)员工(gong)。今(jin)年3月份,该实验(yan)室开(kai)始扩建,经过重新(xin)设(she)计(ji)(ji),加盖楼层后,可容纳45名(ming)研发人员和425名(ming)一线生产工(gong)人,总计(ji)(ji)470人。

此(ci)外,特(te)(te)斯(si)拉(la)今年(nian)5月(yue)份已经在官网(wang)上以弗里(li)蒙特(te)(te)工厂的名义(yi)发布了多个电(dian)池(chi)技术岗位(wei),具(ju)体包括(kuo)电(dian)芯工程师、生产工艺工程师和电(dian)池(chi)控制工程师。这也(ye)从侧(ce)面证明该实(shi)验室确实(shi)正在扩建(jian)。

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▲Stunk Works实验室位置(zhi)

特(te)斯拉不仅是对(dui)Stunk Works的场地进(jin)行了(le)(le)扩建(jian),还向美(mei)国PG&E(太平洋天然气和电(dian)力公司)递(di)交(jiao)了(le)(le)提高用电(dian)上限(提升至(zhi)6MW)的申请,并且PG&E已(yi)经批准(zhun)了(le)(le)这一申请。

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▲PG&E发给特斯拉的批复文件

外媒(mei)报道称,一个工(gong)厂每小时(shi)消(xiao)耗100kWh的(de)能(neng)量(liang)(liang),每天(tian)连续运转24小时(shi),1年(nian)下(xia)来就可以生产0.84GWh的(de)电(dian)池,大约是1.3万台Model Y或Model 3车型(xing)所(suo)需要的(de)电(dian)池总量(liang)(liang)。

按照(zhao)这(zhei)个标准计算,特斯拉申(shen)请(qing)将实验室(shi)的(de)用电规模提(ti)升到6MW/小时(shi),也就是1小时(shi)能(neng)够提(ti)供6000 kWh的(de)能(neng)量,电池(chi)工厂(chang)24小时(shi)连轴转,电池(chi)年产量为(wei)5.04GWh,可供78万辆(liang)特斯拉使用。

即使按(an)照(zhao)8小时工作制,那么一年的(de)产量也为1.68GWh,足(zu)够26万辆特斯拉使用。由(you)此可见,这个实验室的(de)产能还是非常大的(de)。

这(zhei)只是根(gen)据目(mu)前最被认(ren)可的(de)电(dian)池(chi)(chi)产(chan)(chan)量估算公式得出的(de)结果。这(zhei)5名特斯拉员工(gong)还向CNBC透(tou)露(lu)了,Stunk Works实验室正在研发(fa)新(xin)的(de)电(dian)池(chi)(chi)技(ji)术、电(dian)池(chi)(chi)生产(chan)(chan)设(she)备以及新(xin)的(de)电(dian)池(chi)(chi)生产(chan)(chan)工(gong)艺,能够提升电(dian)池(chi)(chi)的(de)生产(chan)(chan)速度(du)。

在(zai)Stunk Works实验(yan)室的电(dian)池生产线升(sheng)级,并(bing)且达到设(she)计(ji)产能后(hou),特(te)斯拉将会把新(xin)的电(dian)池生产设(she)备和(he)工艺推(tui)广至其(qi)他(ta)电(dian)池工厂(chang)。

二、特斯拉与松下的爱恨情仇 马斯克称松下“拖后腿”

特斯拉作为(wei)一个车企,一直都(dou)是从(cong)松下那里采(cai)购(gou)电(dian)池(chi)电(dian)芯,为(wei)什么自己要兴建(jian)一个电(dian)池(chi)工厂(chang)生产电(dian)芯呢?这还(hai)得从(cong)特斯拉与日(ri)本电(dian)池(chi)供应(ying)商松下的关系讲(jiang)起。

作为电动汽车(che)领(ling)(ling)域内的(de)领(ling)(ling)跑(pao)者,特斯拉每年(nian)至(zhi)少需要30GWh的(de)动力(li)电池。正是考虑到这一点,特斯拉早在2014年(nian)就与日本松下电池供应商签署合作协议,双方在美(mei)国内华达州建(jian)厂。

该电(dian)池(chi)工厂占(zhan)地面积达1154万平方米(mi),动(dong)力电(dian)池(chi)的(de)理论设(she)计产(chan)能(neng)达35GWh,二期工程正在(zai)建(jian)设(she)当中,当全(quan)部工程完工后将成为世界占(zhan)地面积最(zui)大的(de)建(jian)筑。

特(te)斯(si)拉与松下合作原本是想要以低于市场价格拿到(dao)优秀的动力电(dian)池,设计制造性能更高的电(dian)动汽车,并且无需向外部供应商或其他合作伙(huo)伴支付不必要的费用(yong),也不必与它们共享技(ji)术数据和资源。

理想很(hen)丰满(man),现实很(hen)骨感,随着两家公司合作(zuo)(zuo)的深入(ru),两者的矛盾也逐(zhu)渐显现了出(chu)来,主(zhu)要体现在企业(ye)运作(zuo)(zuo)模式(shi)、领导的行为方式(shi)以及文化差异三个方面(mian)。

在企业的(de)运作模式上,松(song)下已经习惯了(le)由自己生产组(zu)装(zhuang)电池组(zu),再输送给其他(ta)车企,与(yu)特斯拉合作建厂,共同经营则打破了(le)松(song)下的(de)惯例(li),这也为后期(qi)矛盾的(de)爆发埋下了(le)隐患。

马(ma)斯克的(de)言(yan)行(xing)和处事风格(ge)(ge)也(ye)都与松下(xia)(xia)一(yi)贯的(de)传统(tong)格(ge)(ge)格(ge)(ge)不入,松下(xia)(xia)的(de)高管大多对(dui)(dui)马(ma)斯克不满,目前(qian)仅有松下(xia)(xia)社长(zhang)津(jin)贺一(yi)弘仍(reng)然(ran)对(dui)(dui)与特斯拉的(de)合作抱(bao)有希望(wang)。

2018年9月,马斯(si)克(ke)在与喜剧(ju)演员Joe Rogan进行访谈时(shi)抽起了大(da)麻,这(zhei)件事引起了松下(xia)高管(guan)们对其(qi)不满与方案(an)。在日本,使用大(da)麻是犯罪行为,他们担心(xin)马斯(si)克(ke)的(de)这(zhei)种行为会(hui)影(ying)响(xiang)到松下(xia)的(de)投资者的(de)看法。

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马斯(si)克在访谈现场吸用大麻

去年(nian)1月份(fen),马斯克指责松下放慢(man)电池(chi)的(de)生产(chan)(chan)速(su)度,内(nei)华达(da)电池(chi)工(gong)厂(chang)2018年(nian)实(shi)际产(chan)(chan)能(neng)仅为24GWh,限制了Model 3的(de)产(chan)(chan)量,还(hai)发推(tui)文称,在电池(chi)工(gong)厂(chang)的(de)年(nian)产(chan)(chan)量接近35GWh(理论设计年(nian)产(chan)(chan)能(neng))之前(qian),特斯拉不会再投入更多的(de)资金扩(kuo)大产(chan)(chan)能(neng)。

另(ling)外,特(te)斯拉(la)事无(wu)巨细的(de)管理风格也(ye)与(yu)松(song)下形成巨大(da)反差,松(song)下倾向(xiang)于部(bu)门间自(zi)主解决(jue)问(wen)题,尽(jin)管解决(jue)的(de)过程(cheng)缓(huan)慢,但(dan)总(zong)能达成共识,而马斯克更倾向(xiang)把所有的(de)事情都(dou)掌握在自(zi)己(ji)的(de)手里。

马斯(si)克(ke)的指责(ze)成为特(te)斯(si)拉(la)与松(song)下矛(mao)盾爆发的导火索,但究(jiu)其根本还(hai)是(shi)因(yin)为松(song)下动(dong)力(li)电池供给不足(zu),影响(xiang)到了特(te)斯(si)拉(la)的生产计划。

三、特斯拉布局电池领域5年 锂电池之父出手相助

特斯(si)(si)拉Stunk Works实验室并(bing)不是匆(cong)匆(cong)上(shang)马,特斯(si)(si)拉已经在(zai)电池领域布(bu)局了(le)5年(nian)。2015年(nian),马斯(si)(si)克找上(shang)了(le)加(jia)拿(na)大(da)顶级大(da)学达尔豪西大(da)学Jeff Dahn团队。

Jeff团队是(shi)达尔豪西(xi)大学内一支专(zhuan)注于锂(li)离(li)子电(dian)池(chi)技(ji)术研(yan)究的团队,自2008年开始(shi)研(yan)究锂(li)电(dian)池(chi)产业(ye)化项目(mu)(mu)。其官(guan)方网(wang)站显示,该团队目(mu)(mu)前拥有30人左右的规模(mo),共计发(fa)(fa)表论文600余篇(pian),在重量级期刊JES与JPS上均有论文发(fa)(fa)布(bu)。

有(you)外媒评价,该团队(dui)是目(mu)前锂电池领(ling)域研究实(shi)力最强的团队(dui)之一,Jeff本人更(geng)是通过精确限定镍钴锰(meng)材料中(zhong)镍的含量,使三元(yuan)复合正(zheng)极材料成功实(shi)现(xian)规模商业(ye)化(hua),成为了业(ye)界(jie)公(gong)认(ren)的三元(yuan)材料技术真(zhen)正(zheng)的开(kai)创(chuang)者(zhe)和发明者(zhe)。

2015年(nian)见面之初,马斯(si)克就提出(chu),希望为(wei)Jeff团队提供5年(nian)的研究经(jing)费, 让其为(wei)特斯(si)拉研发寿命更(geng)长、成本(ben)更(geng)低、能量密度更(geng)高(gao)的锂离子电池(chi)。 同年(nian)6月,特斯(si)拉与Jeff Dahn团队达成独家合作协(xie)议。

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Jeff Dahn研发(fa)团队(dui)

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▲Jeff Dahn

达成合作之后,Jeff团(tuan)队持续在新型锂(li)离(li)子(zi)电极材料、锂(li)离(li)子(zi)电池(chi)故障机理诊断、电解质(zhi)添加剂、钠(na)离(li)子(zi)与锂(li)离(li)子(zi)电池(chi)安全性基础研(yan)究以及(ji)电池(chi)研(yan)究理论/建(jian)模方面持续取得(de)突破。

根据Jeff团(tuan)队去年发布的一(yi)篇论文(wen),其新研(yan)发的动力(li)电池循环周期可达到5000次左右,对(dui)应(ying)电动汽车(che)行驶寿(shou)命超(chao)过100万英里(li)(约为160万公里(li)),这项(xiang)专利目(mu)前已经为特斯拉所(suo)有。

今年(nian)年(nian)初,外媒又曝(pu)出(chu)(chu)消息,称Jeff团(tuan)队的(de)研究(jiu)成(cheng)果将使特(te)斯拉(la)的(de)动力电池成(cheng)本达到100美元(yuan)/kWh(约(yue)合(he)701元(yuan)/kWh)。对比当时(shi)投资机构瑞银给出(chu)(chu)的(de)数据,松下动力电池的(de)成(cheng)本约(yue)为111美元(yuan)/kWh(约(yue)合(he)771元(yuan)/kWh)、宁德(de)时(shi)代约(yue)为150美元(yuan)/kWh(约(yue)合(he)1042元(yuan)/kWh),特(te)斯拉(la)的(de)电池成(cheng)本当时(shi)在业界内处于最(zui)低(di)水(shui)平(ping)。

不仅如此,Jeff团队还(hai)在帮助特斯拉完成能量(liang)密度500Wh/kg的高镍(nie)三元锂电池的研发,目前已初具成果(guo)。

除与Jeff达成合作(zuo)之(zhi)外,2019年5月,特(te)斯(si)拉以2.18亿美元(yuan)(约合人民币15.27亿元(yuan))的价格收购电(dian)(dian)池(chi)技(ji)(ji)术(shu)公司Maxwell,该公司的干电(dian)(dian)极(ji)技(ji)(ji)术(shu)和(he)超级电(dian)(dian)容技(ji)(ji)术(shu)处于行业领先地位。干电(dian)(dian)极(ji)技(ji)(ji)术(shu)可帮(bang)助特(te)斯(si)拉提升(sheng)汽车的续航里(li)程,降(jiang)低电(dian)(dian)池(chi)成本(ben),超级电(dian)(dian)容技(ji)(ji)术(shu)可帮(bang)助特(te)斯(si)拉提升(sheng)汽车的驾乘(cheng)感受。

据了(le)解,干电极(ji)技术可以帮助电池的生产成(cheng)本降(jiang)低10%~20%,而且使用该工(gong)艺制成(cheng)的三(san)元锂电池电芯能(neng)量(liang)密(mi)度大(da)于300Wh/kg,电芯单体(ti)能(neng)量(liang)密(mi)度最高可实(shi)现500Wh/kg。

超级电(dian)容(rong)技术可以作为能量回收过(guo)程(cheng)中的储能装置(zhi),增(zeng)加电(dian)动汽车的续航里程(cheng),而且(qie)在(zai)急(ji)加速过(guo)程(cheng)时,超级电(dian)容(rong)器(qi)还能够实现大功率放电(dian),避(bi)免动力电(dian)池直(zhi)接大功率放电(dian)产生锂晶枝,对电(dian)池结构造成不(bu)可逆的损伤。

超(chao)级(ji)电(dian)容(rong)技(ji)术的(de)(de)另一(yi)优势是(shi)工(gong)作(zuo)(zuo)温(wen)度范(fan)围大(da),大(da)部分电(dian)池的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)温(wen)度需(xu)要维持(chi)在20℃~40℃之(zhi)间,对外(wai)界(jie)环(huan)境温(wen)度要求较为苛刻。而超(chao)级(ji)电(dian)容(rong)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)温(wen)度在-40℃~80℃之(zhi)间,可用于冬天车辆起步与(yu)动力电(dian)池的(de)(de)加热。

收购Maxwell之(zhi)后不久,特斯拉又低调收购了(le)加拿大电池公司(si)Hibar Systems,该公司(si)有先进(jin)的小型电池生(sheng)产(chan)(chan)制造技术(shu),成熟的锂电池生(sheng)产(chan)(chan)系统(tong)(储能领域)。Hibar以生(sheng)产(chan)(chan)高精度定量注(zhu)液(ye)泵、注(zhu)液(ye)生(sheng)产(chan)(chan)系统(tong)、自(zi)动化电池制造和工艺设备闻名,产(chan)(chan)品(pin)线覆盖了(le)完(wan)整的电芯生(sheng)产(chan)(chan)流程。

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▲Hibar公司的产品

投资杰夫·戴恩团队让特(te)(te)斯拉拥(yong)有了(le)自(zi)研动力(li)电(dian)(dian)池(chi)的技术人才,收购(gou)(gou)Maxwell使(shi)得特(te)(te)斯拉掌握(wo)了(le)动力(li)电(dian)(dian)池(chi)领域最(zui)前沿的技术,而收购(gou)(gou)Hibar是(shi)特(te)(te)斯拉自(zi)产(chan)动力(li)电(dian)(dian)池(chi)项(xiang)目(mu)的最(zui)后(hou)一环,至此(ci),特(te)(te)斯拉形(xing)成(cheng)了(le)从技术研发、样品验证到大规模(mo)量产(chan)的全面(mian)布局(ju)。

结语:自产电池将进一步帮助特斯拉降低成本

早在19年6月的股东大会(hui)上,马斯克承认,该公(gong)司(si)电动汽车的生产计划(hua)过(guo)去一直受到“电池(chi)限制”,特斯拉CTO和(he)技术副(fu)总裁(cai)对此表示认可,并且希望自(zi)家(jia)电池(chi)能够大规(gui)模应(ying)用。

今年电(dian)池实验(yan)(yan)室开始扩建,提高用(yong)电(dian)上限,并且已(yi)经开始“招兵买马”,外媒推测特斯拉(la)Stunk Works电(dian)池实验(yan)(yan)室的种(zhong)种(zhong)举动,或是在为“百万英里”电(dian)池的正式(shi)问(wen)世(shi)做准备(bei)。

那么(me)在推(tui)出“百万英里(li)”电池(chi)之后(hou)呢?Stunk Works实验室(shi)的(de)新电池(chi)技(ji)术、生(sheng)(sheng)产(chan)设(she)备以及生(sheng)(sheng)产(chan)工(gong)艺推(tui)广后(hou),将减小特斯(si)拉对外部动力电池(chi)的(de)供应,在生(sheng)(sheng)产(chan)成本以及售(shou)价方面拥有更大(da)的(de)自主权。