特斯拉干法正极为何才搞定?

科技   2024-08-11 18:32   北京  

原创: 詹姆斯鱼




对干法正极4680的理性期待

截止今年Q2,距离特斯拉在2021年7月份的Q2财报会议上称其正极干法出现辊子凹陷问题已经整整过去三年了。算上之前干法正极工艺开发的时间,最少也有四年了。

这四年,特斯拉守口如瓶,大会小会也没有发布过干法正极的消息,而今年Q2财报会,特斯拉终于宣布其干法正极工艺获得突破,准备量产

那么这三年也好,这四年也罢,特斯拉遭遇了怎样的困境呢?

我们先从这个Q2财报会议上,特斯拉透露的一些消息开始谈起。

首先,特斯拉强调:今年Q4,他们准备大规模量产双干法4680,而才神道认为,即便是特斯拉准备大规模量产双干法4680,也不会成为4680量产的主流,因为双干法4680也得从很低的量产效率开始爬坡

尽管,新的4680只更换了干法正极工艺,其他的材料和结构可能都没有变化,而且量产爬坡应该会比从零开始要快很多,但必要的爬坡时间还是要的

因此,2024年年底,单干法的4680二代应该还是主流,中国或者韩国的湿法电极供应不会一下子停掉,也许需求量还会更多。

附图:奥斯汀废弃的电极极片(貌似是负极,LG供负极?)


附图:木框上面的文字显示,这批极片来自LGES


只有双干法的4680产能获得真正的释放并开始大规模产线复制的时候,单干法的4680才会停掉

也许这个时间已经到了2025年年底了或者更晚。而且,从车辆验证、更新迭代和EPA审查,再到大批量量产装车,消费者见到真正双干法版本的4680 Cybertruck可能会更晚

另外,为了成本和量产效率考虑,特斯拉不会一上来就搞高能量密度的双干法4680,也许配方会回到第一代4680的低能量密度配方,正极八系NCMA,负极单纯天然石墨。

所以,不必期待双干法的4680会比刚曝光的Cybertruck上的二代4680有更好表现

因此,才神道判断,因为能量密度低的原因,双干法的4680也许会首先出现在Cybertruck单电机的低配版本上

那么,按照Q2财报会议上,特斯拉公布的,当下周产1400辆Cybertruck的进度,当前特斯拉奥斯丁工厂的4680产能为8.95GWh

123KWh*1400*52(weeks)=8.95GWh

当然,这个算法只是按照量产Cybertruck的量来计算的,而实际电池产量应该比这个数字要大,否则是无法支撑Cybertruck继续产能爬坡的。


附图:特斯拉奥斯汀工厂4680生产线位置

那么即便是按照这次财报公布的4680的爬坡水平(Q2比Q1增加了51%)来计算Cybertruck的爬坡水平,到今年年底,Cybertruck的周产量应该达到3000辆左右

123KWh*3000*52(weeks)=19.2GWh

这样计算的话,到2025年底,双干法4680量产爬坡顺利的话,后续的量产产线都将部署新的干法工艺,保守估计量产能力将超过70GWh(四条线满产是100GWh)。




年底降本目标能实现吗?


按照财报所说,特斯拉年底要完成与供应商平价的降本目标


我认为这根本不可能实现。


大家也知道,真正降本的是材料的价格,制造成本降本的能力有限。


超大规模制造所带来的材料成本优势是明显的(规模化采购),这也是特斯拉之所以敢说,未来4680的新电池体系(材料、工艺等综合)可以降本50%的真正底气所在


但到今年年底,其量产的主力依然是单干法4680,而正极极片是从韩国和中国进口的,溢价是必然的


而电芯的成本有三分之一来自正极,这就意味着,特斯拉需要在其他三分之二部分实现降本,然后成本和供应商的4680销售价打平



因为LG和松下的竞争关系,他们销售给特斯拉的价格应该还是参考2170的价格销售的


在他们自身也没有完成量产爬坡的前提下,他们的良率肯定好不了。因此才神道判断,他们对特斯拉的销售是战略销售,是赔本追求量产爬坡。两年内都很难说赚钱。


特斯拉的成本要去和这么一个市场价格去PK,当下难度还是非常大的


当然LG和松下的4680的供应价比原来的2170会不会贵一些?特斯拉有没有考虑他们刚刚量产,给他们一个过渡价?才神道认为从逻辑上是不会的


在商言商,才神道认为特斯拉这个大甲方,不会大气到牺牲自己的利益来补贴供应商。


因此,才神道判断,到2024年底,特斯拉依然无法完成4680成本与供应商平价的能力,能接近就很好了


但为了能够最终实现双干法降本的目标,特斯拉也不会抛弃自己已经培养多年的电芯自产能力


现在想一想,前些日子那些流量媒体跟着美国媒体炒作“特斯拉或放弃4680项目”是多么的可笑




特斯拉干法正极到底遇到了什么问题?

对了,前面似乎有点跑题,大家都是想了解特斯拉这四年来,为什么始终搞不定这个干法正极的

最近Joe Tegtmeyer在X平台上发布了一个视频,讲述了他获得的一些信息和判断,还引用了才神道(James Ma就是詹姆斯鱼)的一些观点。而Limiting Factor也对此做了一些调查和分析。

结合他们两个人的信息和观点,我们理一理特斯拉到底为什么这么长时间搞不定干法正极。

 
我们知道,在2021年7月,马斯克第一次透露特斯拉在干法正极上遇到困难,他说,正极材料很硬,这使得正极辊出现了凹陷


这是Joe Tegtmeyer在视频中贴出来的特斯拉某个正极辊的照片

通过这个图片我们可以发现,这个辊外面是一层镀层,很光亮的镀层内侧是白白的结构。为此,Limint Factor咨询了制辊方面的专家。

专家表示,这个光亮的部分是镀铬硬化层

我们在前几天《特斯拉遭“泄露”干法技术大解密》的系列文章里,提到了被马修公司收购的Saueressig公司也拥有一个碾压辊硬化的专利。


专利透露,辊子表面是需要一层类钻石的涂层DLC气相化学沉积层(CVD)、化学辅助沉积(PACVD)或者碳化钨的物理气相沉积(PVD)硬化层


不过,很显然,特斯拉应该是已经放弃了Saueressig的这个硬化方法

上面那个辊子应该就是Saueressig的。

这个辊子下面的白色的不是陶瓷,而是渗氮的不锈钢。不锈钢渗氮工艺是一种增加不锈钢强度的工艺。

应该是为了克服表面被压塌缺陷的一种尝试。

但据专家说,渗氮这种方案,使得不锈钢和表面镀铬或者碳化钨涂层容易分离。这可能是渗氮以后带来的新问题。

而表面的镀层是为了增加电极表面的光洁度,确保电芯极片光滑平整

而辊子的形状是下图这样的。


而辊子的内部则是下图这样的,里面是带加热装置的。加热后,辊子还不能变形和膨胀。


那么这个辊子这么坚硬的表面,为什么会出现破损呢?


专利中提到,如果有异物落到辊子表面,或者正极材料中的颗粒不均匀受力,特别是特斯拉高达50米/min以上的量产速度,使得碾压辊承受了巨大的压力


这种破损在专利中称为接触疲劳



Limiting Factor认为这个辊应该是这个位置的两对辊,由于需要将纤维化的材料从团状碾压成均匀的薄片,因此应该承受的应力更大。


才神道却认为应该是第二组200位置的最上面那个辊,因为这个位置极片更薄,颗粒带来的应力影响更大才对。


欢迎粉丝们就这个问题给我留言,我们一起来讨论,我们的逻辑也许不一定对。


而据一些专业人士透露,当初这个问题出现的时候,着实让特斯拉很头痛,因为一旦出现问题,就意味着要更换辊子,然后就需要停机45天来更换


附图:干法正极辊分层凿伤照片


这样的问题导致干法正极根本就没办法连续生产,而且成本高昂


而在去年的某个时候,PNT的设备解决了这个问题,然后特斯拉就决定更换Saueressig。




PNT这家韩国公司我们就不说了,这个是很著名的锂电设备供应商。

于是才有了这个供应商向大家透露:去年年底他们和特斯拉达成了批量供货干法装备的合同。以及2024年下半年,还会有数量可观的采购订单的消息。

而与此同时,特斯拉也决定和收购了Saueressig公司的马修国际“翻脸”,一纸诉状把马修国际告上了法院,要求赔偿十亿美金。

而且,特斯拉的Lars Morany也在Q2的财报会议上说,大多数设备都是特斯拉内部设计的,有一些还是内部生产的。我们有足够IP让别的供应商替代原有供应商

暗指马修国际不遵守保密协议,特斯拉可以轻松换掉他们。这也代表PNT可能获得了特斯拉的专利授权,并通过新的方法克服了当下的问题,实现了量产突破。

国内的干法设备厂商还有很长的路要走,我们距离真正的干法量产还比较远,还需要加倍努力。

于是PNT对外透露说Saueressig公司不能完成设备的量产,因此找到特斯拉“抛弃”

是不是经过才神道这样一分析,这一切就都对上了?



双干法4680未来有什么看点?

才神道认为,当下特斯拉不会首先追求过高的能量密度。而是和之前湿法一样,降低难度,率先实现量产,然后再追求更高能量密度的版本。

其实,才神道认为,LG和松下的逻辑应该也和特斯拉是一样的。但他们都准备开始量产了,而且很扎实。

这和我们国内的企业一味不切实际地追求高能量密度、快充的激进态度是完全不一样的

当然,这些也都是拜主机厂所赐,主机厂拼命搞快充,搞续航,因此也就要求供应商这么搞,等验证的时候才发现这不安全。

4680的可怕之处在于,如果日韩和特斯拉都实现了如2170般的良率和量产效率。那可是会形成对国内方包电池形成碾压优势的

国内的电池龙头企业们还背着方包巨大产能不重视大圆柱的话,等于拱手给欧美让出了一个弯道超车的机会。

30Ah以下三元大圆柱”、“干法降本环保有利出口”、“CTC热电分离安全无感”无疑将成为新一代动力电池的主流技术。

当然还有我们才神道的干法设备公司,我们的正负极干法量产设备已经调试完毕,择机对外公开


詹姆斯鱼,才神道创始人,以传播锂电知识、拆机分析高价电芯和洞察锂电行业风向而受到粉丝关注。各平台合计粉丝已超过10万,联系方式huangyu141208。

编辑:詹姆斯鱼
设计:艳鸽


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