特斯拉歷史上最令人激動(dòng)的一天之一

因?yàn)槭芤咔橛绊懀?a href="http://wenjunhu.com/tags/特斯拉/" target="_blank">特斯拉原定于4月舉行的 “電池日活動(dòng)”推遲到5月中旬舉行，在一季度業(yè)績(jī)說明會(huì)中，馬斯克透露將于5月第3周（5月17-23日期間）舉行電池日活動(dòng)。業(yè)內(nèi)預(yù)期，除了介紹其電池供應(yīng)體系，也可能宣布自主研發(fā)鋰電池，并展示其部分研究成果與方向。

雖然之前馬老板說過，這個(gè)電池日更注重對(duì)電池技術(shù)的討論，而不是新產(chǎn)品的發(fā)布。但是電池日公布的電池戰(zhàn)略，將決定特斯拉未來的走向，也決定特斯拉的股價(jià)能否新高，能否對(duì)得起市場(chǎng)給予的估值。否則馬老板也不會(huì)稱其為“特斯拉歷史上最令人激動(dòng)的一天之一”。

“It would be one of the most exciting days in Tesla’s history”。 - Elon Mask

到底電池日可能會(huì)公布什么重要的信息呢？根據(jù)目前國(guó)外媒體的預(yù)測(cè)，可能有這些內(nèi)容：

每KWh的電池造價(jià)會(huì)下降到100美金。

電池的壽命達(dá)到一百萬英里（A million miles）。

新的電池技術(shù)（單晶、干電極、無極耳）。

自產(chǎn)電池的超級(jí)工廠Terafactory。

那特斯拉的新電池技術(shù)將會(huì)是怎么樣的呢？能不能保證100美金/KWh的成本和一百萬英里(180萬公里）的壽命呢？

Electrek revealed that Tesla will present the result of its internal secret Roadrunner project at the battery event.The goal is for Tesla to produce its own battery cells using technologies developed by Tesla’s internal teams, including work from its research lab in Canada led by Jeff Dahn, and new technologies recently acquired through the acquisition of Maxwell, on a massive scale and at a cost below $100 per kWh.

結(jié)合Electrek與業(yè)界推測(cè)，特斯拉在電池日披露的主要內(nèi)容可能為展示其內(nèi)部Roadrunner項(xiàng)目成果，其目標(biāo)就是使用特斯拉內(nèi)部團(tuán)隊(duì)開發(fā)的技術(shù)生產(chǎn)自己的電池, 其中包括Jeff.D研究成果、Maxwell技術(shù)應(yīng)用、低于100美元/kwh的電池成本目標(biāo)等。

高鎳、單晶、無鈷

Jeff Dahn教授是全球應(yīng)用型鋰電先驅(qū)，也是三元正極材料共同發(fā)明人，在鋰電池領(lǐng)域具有極深的學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)積淀。其重點(diǎn)研究領(lǐng)域包括高鎳正極、硅碳負(fù)極、新型電解液添加劑、鋰離子電池安全性等方面。

在其團(tuán)隊(duì)2017年至今特斯拉合作的關(guān)于正極材料主要的論文中，絕大多數(shù)都與高鎳正極材料有關(guān)，涉及電化學(xué)性能、制備工藝、安全性等方面。同時(shí)，配合高鎳正極的單晶和無鈷材料的研究也在近兩年陸續(xù)展開。

根據(jù)近幾年Jeff Dahn團(tuán)隊(duì)涉及單晶材料的論文，單晶材料在長(zhǎng)循環(huán)下的容量保持、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性能等方面均有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，雖然克容量稍低，但在長(zhǎng)壽命的電池研發(fā)方向上，單晶仍然是正極材料研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。

單晶涂層結(jié)構(gòu)避免了傳統(tǒng)鋰電池多晶結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)的因?yàn)槌浞烹妼?dǎo)致的結(jié)構(gòu)裂變失效的問題，所以這項(xiàng)技術(shù)使得特斯拉要實(shí)現(xiàn)的百萬英里的電池壽命成為可能，這將是特斯拉電池相比其他電池最大的優(yōu)點(diǎn)。

在無鈷方面，Jeff團(tuán)隊(duì)認(rèn)為鈷在改善熱穩(wěn)定性、容量保持、穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)等方面作用并不明顯，進(jìn)而認(rèn)為無鈷可能是未來的方向，但可能會(huì)從低鈷高鎳開始逐步實(shí)現(xiàn)“無鈷”應(yīng)用。在鈷資源受限的背景下，去鈷似乎是必然，也是降成本的主要途徑之一。

干電極技術(shù)

特斯拉早先收購(gòu)Maxwell曾經(jīng)讓超級(jí)電容概念大火了一陣子，不過目前來看收購(gòu)的主因，是干法電極技術(shù)而非超級(jí)電容。2019年2月，特斯拉溢價(jià)收購(gòu)控股Maxwell，該公司主要業(yè)務(wù)是超級(jí)電容器，同時(shí)在干電極方面也有較長(zhǎng)時(shí)間的研究經(jīng)歷。超級(jí)電容相比鋰電池有一些優(yōu)勢(shì)，但局限性也很明顯，如能量密度太低，因此并不適合作為新能源汽車主力電源，更適合應(yīng)用于汽車啟停、制動(dòng)回收等場(chǎng)景。業(yè)內(nèi)也多認(rèn)為，特斯拉并購(gòu)Maxwell，主要的目標(biāo)可能是干法電極制備技術(shù)。

實(shí)錘在今年4月初，特斯拉重金收購(gòu)的Maxwell前高管透露，特斯拉或?qū)⒃?月中舉行的特斯拉“電池日”上主推Maxwell的干電極技術(shù)，其可以在降低電池成本的同時(shí)提高能量密度和續(xù)航里程。

相關(guān)研究表明使用濕法制造的電極極片在高溫環(huán)境和在進(jìn)行大電流充放電時(shí)會(huì)出現(xiàn)極片龜裂現(xiàn)象，電池性能會(huì)大打折扣，而Maxwell的干電極極片則可以緩解這一問題。

在Maxwell公開的文件我們可以看到干法電極電池在高倍率（大電流）放電條件下的容量保持率要優(yōu)于濕法電極，同時(shí)運(yùn)用干電極工藝制作的NCM111三元電池在進(jìn)行了2000次充放電循環(huán)后仍能保持著接近90%的初始容量。

理論上看，干法制備鋰電電極可以解決現(xiàn)行濕法工藝帶來的流程復(fù)雜、加工慢、能耗高、有雜質(zhì)等一系列問題。而且由于不需要像濕法工藝一樣配備大量烘干設(shè)備，單位產(chǎn)線產(chǎn)能密度得到提升（Maxwell報(bào)告中稱可提高16倍），同時(shí)生產(chǎn)相關(guān)的成本降低10%~20%。

如果能盡快投入量產(chǎn)，300Wh/kg的能量密度(對(duì)Model 3意味著800km的續(xù)航）以及100美元/KWh成本應(yīng)該是個(gè)小目標(biāo)而已。

無極耳電池

特斯拉日前申請(qǐng)了新型無極耳電池單元的專利。對(duì)于這種特殊設(shè)計(jì)的新型無耳電極，馬老板在twitter上賣關(guān)子說：“比聽起來重要的多（way important than it sounds）”，但沒有給出進(jìn)一步的解釋，希望在下周的電池日上會(huì)放出更多消息吧。

在新專利申請(qǐng)中，也解釋了新技術(shù)是用來解決當(dāng)前電池的局限性：“...當(dāng)電流必須一直沿著陰極或陽極流到極耳并流出電池單元時(shí)，電阻也會(huì)隨著距離的增加而相應(yīng)提高。此外，由于極耳是額外的零件，因此增加了成本并帶來了制造難度?！笨磥磉@項(xiàng)技術(shù)的目的也是為了節(jié)省成本和提高生產(chǎn)效率。

自建電池工廠? Terafactory?

最后，也是最重要的一個(gè)問題，特斯拉會(huì)不會(huì)自建工廠來生產(chǎn)新電池？

自建工廠是可以進(jìn)一步降低電池的成本，也會(huì)給特斯拉帶來更多的利潤(rùn)空間；自建工廠也能夠避免因?yàn)殡姵禺a(chǎn)能不夠而導(dǎo)致出行卡住脖子的問題，避免被電池廠商限制產(chǎn)能帶來經(jīng)濟(jì)的損失。

特斯拉當(dāng)前的銷量主要受電池產(chǎn)能的限制，目前Gigafactory2只能生產(chǎn)35Gkwh的電池，也僅僅滿足50萬輛的特斯拉汽車規(guī)模。如果想通過model 3/Y獲得更高的銷量，目前電池的產(chǎn)能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更何況還有需要更多電池的Cybertruck和Semi這些產(chǎn)品。目前特斯拉的電動(dòng)皮卡Cybertruck手上拿著超過60萬輛的訂單，這是多么巨大的一個(gè)市場(chǎng)，但就是因?yàn)殡姵禺a(chǎn)能不足，現(xiàn)在Cybertruck大規(guī)模交付的時(shí)間還比較遙遠(yuǎn)，這塊巨大的蛋糕就在特斯拉嘴邊，不可能不抓緊時(shí)間解決了電池問題，順勢(shì)把這塊市場(chǎng)拿下。所以目前來說，特斯拉新一代的電池工廠是當(dāng)務(wù)之急。

近日特斯拉與韓國(guó)韓華集團(tuán)簽訂電池制造設(shè)備的訂單, 也被看做是準(zhǔn)備自行生產(chǎn)動(dòng)力電池的證據(jù)。

進(jìn)一步猜測(cè)，這個(gè)新建的工廠，有可能是特斯拉下一代的工廠—— 兆兆工廠Terafactroy。

兆兆工廠Terafactory的產(chǎn)能會(huì)超過1太瓦時(shí)（terawatt-hour of battery），即1,000 GWh，幾乎是全球電動(dòng)汽車電池產(chǎn)量的數(shù)倍。

而這個(gè)工廠的選址也備受關(guān)注，根據(jù)目前網(wǎng)上的消息，可能位于德克薩斯州或者美國(guó)東部的州。

摩根士丹利最近的觀點(diǎn)是：大概率在德克薩斯。他們給出了六條理由：1.弗里蒙特工廠目前已無更多產(chǎn)能可供挖掘，因而Cybertruck不可能在加州排產(chǎn)；2.德州是美國(guó)汽車工業(yè)第四大州，特斯拉能在這里招聘到足夠的熟練工人；3.相比其他地區(qū)，德州的工會(huì)勢(shì)力不算強(qiáng)勢(shì)，這對(duì)資本公司是具有相當(dāng)誘惑力的；4.德州的可再生能源豐富，風(fēng)力發(fā)電可以為其提供大量電力；5.同樣由馬斯克控制的SpaceX在德州有研發(fā)基地，特斯拉完全能以它為跳板推動(dòng)新工廠建設(shè)；6.馬斯克曾在推特上搞了一次相關(guān)投票，超過8成的人都支持在德州建立新工廠。另外，如果能把新的超級(jí)工廠（由于被拿來生產(chǎn)皮卡，這回它可能叫Terafactory）建在美國(guó)石油/天然氣行業(yè)的核心地區(qū)德州，象征意義也將是非凡的——“石油經(jīng)濟(jì)的末日”到來。

由此看來，馬老板前兩天由于加州不允許其開工威脅說要把現(xiàn)有工廠搬去德州恐怕也不是信口開河。