「電池技術」降本:特斯拉卡在半路,大眾著急入局。

「電池技術」降本:特斯拉卡在半路,大眾著急入局。

圖片來源:視覺中國

最近,大眾汽車電池制造子公司PowerCo首席運營官塞巴斯蒂安·沃爾夫在跟媒體溝通時稱,大眾汽車希望將新型幹式塗層工藝引入大規模生產,這種工藝可將電池生產中的能源消耗減少30%,有望使每輛電動汽車的成本降低數百歐元。

大眾汽車還表示,它們已經在試驗線上用這種方法生產了數百個電池,到2027年應該可以投入生產。

大眾此舉也被理解為,是想在和特斯拉的競爭中取得優勢。

2021年大眾汽車集團年度全球媒體溝通會上,時任大眾集團CEO的赫伯特·迪斯就曾對媒體說過,『我們想接近、然後超越特斯拉』

幹式塗層工藝正是特斯拉在最新的4680電池上所采用的技術。

2019年特斯拉花費2.18億美元收購了加州初創公司Maxwell Technologies並獲得了該工藝,馬斯克更是將其形容為『革命性』的技術。

幹式塗層工藝的關鍵在於成本

對於主機廠來說,該技術帶來的最大誘惑就在於:成本。

特斯拉曾表示,如果幹式塗層和更大電芯的所有潛在能效都得以實現,Model Y的4680電池制造成本預計會降至5000-5500美元,大約是2170電池成本的一半。

極片生產是電芯制造的首要環節,主要分為漿料攪拌、極片塗佈、極片輥壓、極片分切四個步驟。

傳統的濕式塗層工藝是將活性物、導電劑、粘接劑按比例混合在溶劑中,並通過狹縫塗佈模頭按要求塗覆在集流體表面,之後電極會在大型烘箱中進行幹燥,在此過程中蒸發的有毒溶劑會被回收、處理和循環利用。

根據華創證券的報告顯示,在傳統濕法工藝中,塗佈幹燥及溶劑回收環節,分別占設備、人工、廠房成本和能源成本的 22.76%和 53.99%。

而幹式塗層技術電極使用不同的粘合劑進行塗層,很少使用液體,因此不需要進行幹燥,工藝流程更簡單,設備占地面積更小,而且對環境的破壞也更小。

特斯拉表示,更精簡的工藝能夠幫助該公司將資本支出減少三分之一,並將工廠的占地面積和能源消耗削減至舊工藝所需的十分之一。

大眾則是希望將新型幹式塗層工藝引入大規模生產,這種工藝可將電池生產中的能源消耗減少30%,有望使每輛電動汽車的成本降低數百歐元。

除此之外,由於濕法工藝需要溶劑,在溶劑蒸發後,活性物質與導電劑之間會留出更多空隙,空隙會導致材料的壓實密度不高。

但幹法不存在烘幹過程,因此可以做到更大的壓實密度。

由於單位體積下含有更多的活性物質,幹法電極也具備實現更大能量密度的技術路徑。

根據 Maxwell Technologies的實驗數據,幹法電極能量密度可以超過300Wh/kg,且具備實現500Wh/kg的可能性。

特斯拉卡住,大眾借機追趕

在2020年的電池日上,特斯拉推出了全新的圓柱電池體系『4680電池』,在這個電池上就采用幹式塗層工藝。

同一年,特斯拉在加州弗裡蒙特工廠附近進行試點生產4680電池,並計劃在2023年將其應用於特斯拉電動車。

然而三年過去,4680電池仍處於試生產階段,主要就是因為幹式塗層工藝的制約。

有專家曾對外媒表示,『他們可以小批量生產,但當它開始大批量生產時,出現了許多廢品』

2021年7月,馬斯克也在推特上寫道:『對於降低鋰電池成本來說,幹電極是關鍵部分之一。

然而,為了實現優質的量產電池,需要對Maxwell的概念進行大量的工程設計,這一點還沒有完全實現』

就在特斯拉卡住之際,一直想要在電動車上實現突破的大眾開始借機追趕。

2022年7月,大眾宣佈全球電池業務將由新成立的公司『PowerCo』負責。

近日,其首席運營官塞巴斯蒂安·沃爾夫就表示,幹式塗層相關工藝已經在實驗室和小規模試點生產中取得了較好的效果。

接下來,大眾會進一步投資於該工藝,並在德國下薩克森州薩爾茨吉特附近的一個實驗室中安裝一條試驗線。

大眾汽車方面表示,截至目前,上述項目成本約為4000萬歐元,但在未來可能會大大增加。

按照大眾的規劃,到2027年應該可以投入生產。

在國內,雖然鮮有主機廠如特斯拉和大眾一般,大張旗鼓宣佈幹式塗層工藝的進展,但實際上仍有相關的技術公司在進行研發突破。

力合科創在回復投資者提問時表示,旗下的清研電子致力於粉體幹法成膜技術制備電極材料的研發及產業化,目前已被廣泛應用於超級電容器領域,同時該技術在鋰電池領域的應用也在被積極探索。

寶晟能源科技開發的『幹法制備預鋰化負極』的專利方法,已經組裝了軟包電池並驗證了首效參數和循環性能,目前幹法電極的中試量產已經完成。

主機廠掀『造電池』浪潮

特斯拉和大眾爭奪幹法塗層工藝的背後隱含著一條更大的線索:主機廠想要親自下場造電池。

特斯拉就是一個典型的例子。

自從2019年和松下之間的矛盾公開激化之後,特斯拉的自研之路也走上了快車道。

最近特斯拉在加利福尼亞州弗裡蒙特獲得了一個新工廠,該工廠位於特斯拉現有的4680電池中試生產工廠附近,業界預計特斯拉將利用這個新工廠擴大其4680電池的生產。

大眾也早在2018年就開始積極推進電池自研,成立了由Frank Blome帶領的電池卓越中心,擁有約300人的專家團隊。

2022年,PowerCo負責大眾的電池業務之後,已經落地了3家電池工廠。

去年7月,大眾汽車薩爾茨吉特電池工廠破土動工,公司預計到2026年向該電池廠投資約20億歐元,預計電池年產能是40GWh,計劃2025年投產。

除此之外,大眾還有兩家已經落地的電池工廠,其中一家位於西班牙的瓦倫西亞的40GWh工廠,在今年也破土動工,預計2026年投產;另外一家位於加拿大安大略省的聖托馬斯工廠也舉行了簽約儀式,將建成90GWh的產能,預計2024年動工,2027年投產。

根據規劃,到2030年,PowerCo將與合作夥伴一起投資超過200億歐元建成6家電池工廠,總體產能達到240GWh,支持每年生產300萬輛電動汽車。

與此同時,國內車企也開始加入了造電池的熱潮。

比如長城孵化了蜂巢能源;廣汽從2017年開展技術研究和小批量試制,隨後又孵化了做超快充的巨灣技研,2022年再成立了因湃電池科技有限公司,用於自研。

造車新勢力的蔚來,也成立了蔚來電池科技《安徽》有限公司,註冊資本20億元,李斌任董事長。

從主機廠的角度來看,當新能源汽車發展回到制造業發展的本質,需要通過各種技術創新,提升企業毛利。

而掌控電池的研發制造,才有機會達到降低成本,保證供應鏈安全。

隻是,電池自研就是否意味著必然可以降低整車成本?不一定。

畢竟電池的研發需要大量的時間和資金成本,這就需要和整車銷售能力形成一個正向循環才可以維持下去。

《本文首發鈦媒體App, 作者|韓敬嫻,編輯|張敏》