uutiset

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Teksti |. Han Yongchang

Toimittaja Li Qin

Applen 10 vuotta kestänyt kilpailu autojen rakentamiseksi luovutti lopulta ilman tuloksia ja aiheutti maailmanlaajuista ihailua. Teslassa, markkina-arvoltaan maailman suurimmassa autoyhtiössä, on myös samanlainen "Titan" -projekti, joka on 4680 iso sylinterimäinen akku.

36 Kr:n mukaan Tesla on investoinut 3 miljardia dollaria projektiin viiden vuoden aikana sijoituksensa jälkeen vuonna 2019. Se on "harvinainen valtava investointiprojekti yrityksen sisällä", mutta sitä ei ole vielä otettu massatuotantoon. Sähköajoneuvojen ydinkomponenttina Tesla toivoo erottuvansa alalla kehittämällä ja soveltamalla 4680 akkua. Mutta ilmeisesti tämä toive ei toteutunut.

Muskin dramaattisessa irtisanomissuunnitelmassa 4680-akkuprojektista on luonnollisesti tullut eniten kärsinyt alue, "1 600 ihmisestä 1 000 ihmiseen jäljellä". Tesla halusi luopua tästä tekniikasta joksikin aikaa on tulossa.

Mutta toisin kuin Applen autokäsikirjoituksessa, Teslan 4680:n suuri sylinterimäinen akku on tuonut käännekohdan.

Useat Teslaan läheiset insinöörit kertoivat 36Kr:lle, että Teslan akkutiimin uusin tehtävä on valmistaa 4680 suurta sylinterimäistä akkua massatuotantona vuoden loppuun mennessä Yhdysvalloissa ja sen jälkeen eurooppalaiset tehtaat."

Akkukustannuksista on tullut sähköautoyritysten suurin voiton este Teslan markkinoille tuomaa 4680-akkua pidetään luonnollisesti autoyhtiöiden mahdollisuutena hallita omaa elinvoimaansa. Teslan jälkeen kotimaiset ja ulkomaiset akkutehtaat ottavat aktiivisesti käyttöönsä. Huipussaan NIO suunnitteli tuotantokapasiteetiksi 40 GWh.

Mutta nykyään useimmat yritykset ovat jo puoliksi hylätyssä tilassa. Akkutehtaan henkilö sanoi: "Mutta ulkomaiset autoyritykset tulevat kommunikoimaan, mutta kotimaiset autoyritykset eivät ole kiinnostuneita ollenkaan."

Terminaalihintasodan jatkuminen automarkkinoilla on vähentänyt alan innostusta, eivätkä markkinat enää maksa uusista teknologioista. Synkyyden keskellä Teslan hiljainen läpimurto näytti olevan toivo.

Teslan kuivaelektroditekniikkaa ei voida käyttää vain 4680:ssa, vaan se on myös paras tuotantomenetelmä solid-state-akuille tulevaisuudessa.

Tällä tekniikalla voidaan lyhentää koko tuotantolinjaa noin 100 metrillä, mikä on lähes jalkapallokentän pituutta. Alan sisäpiiriläiset kertoivat 36Kr:lle, että positiiviset ja negatiiviset elektrodit valmistetaan kaikki kuivalla menetelmällä, mikä voi säästää 2-3 senttiä yhden wattitunnin akkukennon hinnassa.

Mikä tämä käsite on? Nykyinen alin noteeraus neliömäisille litiumrautafosfaattiakuille on 0,32 yuania wattituntia kohden, josta tuoteluettelon kokonaiskustannukset, valmistus, työvoima jne. ovat 0,28-0,3 yuania. Teslan tekemät säästöt ovat jo useimpien toisen tason akkutehtaiden voittoja.

Kiina on maa, jolla on maailman täydellisin akkuteollisuuden ketju ja rikkain teknologia. Mutta kiinalaiset akkuyritykset kamppailevat tällä hetkellä kustannusten alentamiseksi. Kukaan ei ole huomannut, että Tesla on jo askeleen edellä kiinalaisia ​​yrityksiä suurten sylinterimäisten akkujen alalla.

Tämän matkan ylittäminen voi kestää useita vuosia.

"Voitti kuivat elektrodit, Tesla löysi "hopealuodin""

Vuonna 2019 Tesla ilmoitti ostavansa Maxwellin, amerikkalaisen startup-yrityksen, joka omistaa ydinpatentoidun teknologiakuivaelektrodin, 55 %:n palkkiolla 218 miljoonalla dollarilla.

Musk näki tämän tekniikan valtavan potentiaalin ja käytti sitä 4680-akun napojen valmistukseen.

Perinteinen märkäprosessi edellyttää positiivisten ja negatiivisten elektrodien jauhemaisten materiaalien sekoittamista myrkyllisten liuottimien kanssa lietteen valmistamiseksi ja sen päällystämistä vastaavalle kalvolle. Sen jälkeen se paistetaan 100 metrin pituisessa uunissa kosteuden poistamiseksi ennen kuin tangonpalat voidaan lopullisesti muodostaa.

Teslan käyttämä kuivaprosessi sekoittaa positiiviset ja negatiiviset elektrodijauheet erityisellä sideaineella ja tiivistää ne suoraan kalvolle, jolloin koko prosessiin ei liity kosteutta ja kuivausvaihe jää pois.

Tesla arvioi, että märkiin menetelmiin verrattuna kuivaelektrodiprosessien käyttö voi vähentää kustannuksia yli 18 % ja laiteinvestointeja 41 %. Joku laitetehtaasta kertoi myös 36Kr:lle, että positiiviset ja negatiiviset elektrodit valmistetaan kaikki kuivalla menetelmällä, mikä voi säästää 2-3 senttiä yhden wattitunnin akun hinnassa.

Ensimmäinen kriittinen vaihe kuivaelektrodien valmistuksessa on positiivisten tai negatiivisten elektrodien jauhemateriaalien sekoittaminen. Sekoituksen on oltava täysin tasaista, mikä on vaikeus.

Teslan läheinen insinööri kertoi 36Kr:lle, että jos teet ämpärillisen jauhetta, ensimmäinen lusikka ja viimeinen lusikallinen havaitsevat täysin erilaisia ​​​​tuloksia. Jos nämä jauheet jätetään kahdeksi tai kahdeksaksi tunniksi, tulokset ovat erilaiset. Jos seos on epätasainen, tuloksena olevia napakappaleita on melkein vaikea käyttää.

Vaikeampi askel on rullaaminen. Perinteisessä valssausprosessissa käytetään rullia kuivattujen napakappaleiden tiivistämiseen, mikä voi varmistaa akun ytimen suorituskyvyn.

Tesla käytti negatiivisessa elektrodissa grafiittimateriaalia, joka oli pehmeämpi ja helpompi puristaa, ja massatuotanto saavutettiin nopeasti. Positiivinen elektrodi on kuitenkin valmistettu erittäin kovista metalleista, kuten nikkelistä ja koboltista, mikä vastaa hienon soran puristamista sileäksi peilipinnaksi, mikä on itsestään selvää vaikeaa. Kuivaprosessikatodi on myös suurin este 4680:n massatuotannolle.

Edellä mainittu insinööri sanoi, että positiivisen elektrodin painamisen aikana kaikki huolimattomuus vaurioittaa laitteistoa. "Laitteiden korjaamiseen kuluu joka kerta 45 päivää, joten massatuotannon eteneminen viivästyy loputtomasti."

Muskin alkuperäinen tavoite 4680:lle oli massatuotantona vuonna 2021 ja tuotantokapasiteetin noustessa 100 GWh:iin vuonna 2022. Tämä tavoite oli ilmeisesti liian optimistinen.Onneksi kuivaprosessikatoditekniikka on insinööritiimin ponnistelujen ansiosta saavuttanut läpimurron vuoden 2022 loppuun mennessä.

Eräs insinööri kertoi 36 Kryptonille, että kuivaprosessin positiiviset elektrodit oli jo valmistettu naparulliksi (suuriksi rulliksi napakappaleita), mutta niitä kääritessä akuiksi ilmaantuisi erilaisia ​​ongelmia, kuten liian nopeita ja helposti rikkoutuvia.

Koko vuoden 2023 Tesla on ollut pakkomielle ratkaista kaikki napakappaleiden valmistuksen ongelmat tehdäkseen napakeloista täydellisempiä. Mutta "tämä on lähes mahdoton ratkaistava ongelma."

Tämän vuoden huhtikuuhun asti Drew Baglino, Teslan sähkö- ja sähköasioista vastaava varapresidentti, ilmoitti eroavansa 4680:n päävastaavana. Hänen eronsa jälkeen kuivaprosessi johti myös säätöihin.

"Käytämme edelleen vuoden 2022 lopussa valmistettua pylväsrullaa ja optimoimme käämitysprosessin, jotta ongelma voidaan ratkaista helpommin."

Hän sanoi, että yksi Teslan aiemmin kohtaamista ongelmista oli se, että elektrodien paksuus oli erilainen, minkä vuoksi kalvo ja elektrodit eivät olleet samassa tasossa rullattaessa. "Aivan kuin jos otat neljä eripaksuista paperia ja rullaat ne yhteen, ongelmia syntyy helposti."

Mutta tämä ei ole monimutkainen prosessi. Nykyinen märkätekniikka kohtaa myös tällaisia ​​ongelmia "Toimittajalla on ratkaisuja, mutta kustannukset ovat suhteellisen korkeat."

Teknisen reitin muutos on avain Teslan luottamukseen valmistaa täysin kuiva 4680. "Vuoden lopun tehtävänä on massatuotantona kuivaprosessi 4680. Nyt soluja lastataan ajoneuvoihin ja ne ovat valmiita laatutestaukseen." Teslan läheinen insinööri kertoi 36Kr.

Tietysti 4680:lle on useampi kuin yksi tekninen reitti ja myös akkuyritykset kehittävät vastaavia tuotteita.

"Suurten kotimaisten sylintereiden dilemma: sisällä on teknisiä esteitä ja ulkona puolikiinteä suulakepuristus."

Innovatiivisuudestaan ​​tunnetulla Teslalla on vaikeuksia voittaa kuivaelektrodiprosessi, ja se voi käyttää negatiivisena elektrodina vain grafiittia Power-akkuyritykset Kiinassa, Japanissa ja Etelä-Koreassa ovat omaksuneet suoraan kiertoliittymätaktiikoita, eli kaikki käyttävät kypsää märkää. teknologia yhdistettynä piihiilianodiin saavutti massatuotannon.

Molemmilla reiteillä on omat etunsa ja haittansa. Teslan kuivaprosessitekniikka eliminoi uunin osan ja sillä on enemmän etuja valmistuskustannuksissa. Kuitenkin, kun käytetään vain grafiittia negatiivisena elektrodina, energiatiheyden paraneminen on hyvin rajallista.

Vaikka kypsän märkäteknologian valmistuskustannukset pysyvät samoina, energiatiheys on suurempi ja suorituskyky parempi. Hinta on se, että piianodin laajenemisongelmaa on vaikea ratkaista. 36Kr:n mukaan monet kotimaiset akkuvalmistajat ovat tällä hetkellä jumissa tässä linkissä.

Tietysti myös suurten sylinterimäisten akkujen valmistusprosessin muutokset tuovat lisää epävarmuutta.

Verrattuna perinteisiin lieriömäisten akkujen tuotantolinjoihin suuri sylinterimäinen prosessi vaatii suurempaa pinnoitustarkkuutta. "Edellinen pinnoite oli yksinapainen korvake, joka oli kaikki maalattu yhdelle pinnalle ja vain kohdistettu molemmilta puolilta. Suuri sylinteri on kuitenkin täysnapainen korvake, jossa on useita sivuja, jotka on kohdistettava pinnoitetessa." kertoi 36 Kryptonille.

All-napainen tekniikka

Tämä kuormittaa laitteita paljon. Pinnoitteen tarkkuusvaatimus 4680 on ±0,1 mm:n poikkeama, mutta useimmat kotimaiset laitteet voivat saavuttaa tällä hetkellä vain ±0,5 mm.

Tämä ongelma ei tietenkään ole ratkaisematon. "Japanilaiset pinnoituslaitteet voivat taata 0,1 mm:n poikkeaman sopimusta allekirjoitettaessa, mutta hinta on 3-4 kertaa kotimaiseen verrattuna."

Tämä on vain pinnoiteongelma, Quanjia kohtaa myös monia ongelmia. Olipa kyseessä täyskielekemuovaus tai virrankeräyslevyjen hitsaus, akkuyhtiöiden käyttämät menetelmät ovat epäjohdonmukaisia.

Yksinkertaisena esimerkkinä voidaan todeta, että kun kieleke muodostetaan, olipa se litistetty tai leikattu ja taitettu, saattaa muodostua pieniä lastuja tai purseita, jos ne pääsevät akun ytimeen, on olemassa lämmön karkaamisen vaara.

Akun valmistus perustuu puutynnyriperiaatteeseen ja lyhyin levy määrää valmistuksen tuoton ja tehokkuuden. Jokainen näistä ongelmista on ratkaistava kunnolla, ennen kuin suuria sylinterimäisiä akkuja voidaan valmistaa massatuotantona sujuvasti.

Kuitenkin nykyisen hintasodan jatkumisen vuoksi suurten sylinterien massatuotannon etenemistä on lykätty toistuvasti. Samaan aikaan myös korkeamman energiatiheyden omaavat puolikiinteät akut ovat alkaneet siirtyä massatuotantoon ja saavat tilauksia autoyhtiöiltä.

Puhtaiden sähköajoneuvojen energiatiheyden tavoittelu on aina ollut olemassa NIO:n 150 asteen puolikiinteää akkua, joka on testattu reaaliajassa tiellä, ja akun kesto on yli 1000 kilometriä. Tänä vuonna Zhiji L6 julkaisi puolisolid-state-akuilla varustetun Lightyear-mallin ja lupasi toimittaa sen vuoden sisällä.

Power Battery Industry Innovation Alliancen tilastojen mukaan tämän vuoden ensimmäisellä puoliskolla ajoneuvoihin on asennettu 2 154,7 MWh puolikiinteäjohde-akkuja. Nämä akut riittävät kuljettamaan yli 14 000 NIO ET7:ää.

Puolijohdeakut hyötyvät korkeasta energiatiheydestä ja nopeuttavat massatuotantoa. Suuret sylinterimäiset akut ovat siirtyneet pikalatausleiriin. Akkuyritykset, kuten Yiwei Lithium Energy, Zhongxin Xinhang ja Zhengli New Energy, ovat peräkkäin julkaisseet suuria sylinterimäisiä tuotteita, jotka tukevat 4-6 C suurennusta.

Puolikiinteät akut ja suuret sylinterimäiset akut ovat uusia akkuteknologioita, jotka ovat lähellä massatuotantoa. Toimialalla on myös erilaisia ​​ääniä asenteista näitä kahta kohtaan.

Yksi ääni uskoo, että puolikiinteän massatuotannon jälkeen suuret sylinterimäiset akut eivät pysty taistelemaan takaisin. Puolikiinteällä olomuodolla on energiatiheyden ja tulevan kehityksen kannalta lähes ehdoton etu. Ainoa ongelma on korkeampi hinta.

Toinen ääni uskoo, että suurilla sylintereillä on etuja puolikiinteisiin aineisiin verrattuna. Turvallisuusnäkökohtien perusteella suuri sylinteri on teräskuori, kun taas puolikiinteä on pehmeä paketti, läpäiseekö korkean nikkelin sisältävä kolmiosainen akku uuden kansallisen standardin "ei tulipaloa tai räjähdystä" -lämpötestin. on edelleen kysymys.

Mutta olipa kyseessä suuri sylinteri tai puolikiinteä, massatuotanto on viivästynyt käynnissä olevassa autoteollisuuden kustannussäästösodassa.

"Suurten sylinterien massatuotanto vaatii Teslan epätoivoisen liikkeen"

Akkuteollisuudessa käytännöllisyydestä on tullut suurin etu, eivätkä läpimurrot uusissa teknologioissa ole enää houkuttelevampia kuin kypsien teknologioiden alhaiset hinnat.

Myös suurten sylinterimäisten akkujen on vaikea kääntää suuntaa päinvastaiseksi autoyritykset ja akkuyritykset, jotka olivat aikoinaan kiinnostuneita tästä tekniikasta, ovat alkaneet lopettaa toimintansa. Paitsi Tesla.

"Tesla valmistaa ensi vuoden loppuun mennessä suuria sylinterimäisiä akkuja täysin kuivilla menetelmillä Yhdysvalloissa, ja eurooppalaiset tehtaat alkavat käyttää niitä pian sen jälkeen Asiaan perehtynyt henkilö kertoi 36Kr.

Tesla on aina ollut uusien teknologioiden varhainen omaksuja, olipa kyse sitten integroidusta painevalusta tai päästä päähän suurten mallien käyttöön, Tesla teki läpimurron ensimmäisenä, ja monet autoyritykset seurasivat esimerkkiä on jo nähty yleisesti.

Jos Tesla valmistaa onnistuneesti suuria sylinterimäisiä akkuja massatuotannossa ja käyttää niitä suuressa mittakaavassa vuoden loppuun mennessä, tämä sykli voidaan toistaa uudelleen.

Teslan kuivaelektroditeknologian ja suurten sylinterien tuotantonopeuden avulla saavutetaan mittavat kustannussäästöt teollisuudessa.

Sylinterimäisten akkujen tuotantonopeus on nyt saavuttanut 300 ppm:n (300 kennoa minuutissa), jos suuret sylinterimäiset akut lasketaan tällä nopeudella, tuotantotehokkuus voi olla lähes 4-5 kertaa neliöakkujen tuotantoteho.

Yhdessä kuivaprosessiteknologian aiheuttamien laite- ja tuotantomateriaaleihin tehtävien investointien vähenemisen kanssa suuria sylinterimäisiä akkuja voi lyhyellä aikavälillä rajoittaa tuotto ja tehokkuus, mutta pitkällä aikavälillä kustannusten aleneminen on huomattava.

Suurten sylinterien merkitys autoyhtiöille on akkumäärittelyjen yhtenäistäminen. Jos akuista tulee vakiotuotteita, hinnat laskevat ja autoyhtiöt saavat vahvemman kontrollin akkutoimittajista.

Tietysti suurten sylinterimäisten akkujen PACK-muotoilu on vaikea asia.

"Isojen sylintereiden PACKin vaikeus on se, että juotoskohtia on liikaa, mutta se ei ole täysin ratkaisematon ongelma. Sijoita vain rahaa tehdäksesi sen, mutta autoyhtiöillä ei ole nyt rahaa."

Akkuteollisuus on myös erittäin hermostunut tästä tekniikasta, erityisesti CATL:stä. Maailman johtavana akkuvalmistajana CATL:n lähes kaikki tuotantolinjat ovat neliömäisiä akkuja. Jos useimmat autoyritykset ottavat käyttöön suuria sylinterimäisiä akkuja, CATL:n on muutettava tuotantostrategiaansa, mikä tulee olemaan erittäin kallista.

CATL:ää lähellä oleva henkilö kertoi 36Kr:lle: "Pintaisesti kuningas Ning ei tue suuria kolonneja, mutta yksityisesti hän sijoittaa enemmän rahaa kuin kukaan muu."

Hän analysoi 36 Kr ja sanoi, että CATL:llä on suuri sylinterimäinen akkutuotantolinja, jonka hyötysuhde on noin 150 ppm. Tuotantolinjan ja tuotettujen romukennojen kustannuksista laskettuna investointi on varovaisesti arvioitu satoihin miljooniin yuaneihin.

Tesla on kiinnostunut sylinterimäisten akkujen tuotantotehokkuudesta. Sylinterimäisten kennojen käämitysmuoto on teoriassa sama kuin vessapaperirullien valmistusmenetelmä. CATL:n kelausnopeus on tällä hetkellä 100 metriä minuutissa, mikä on jo akkuteollisuuden huipputasoa, ja paperirullien kelausnopeus voi olla. saavuttaa helposti 1000 metriä minuutissa.

Akkujen tuotantoprosessissa on vielä paljon parantamisen varaa. Tämä on yksi syy siihen, miksi Musk itsepäisesti kehitti 4680:n. Hän haluaa muuttaa perinteistä akun valmistustapaa, aivan kuten muuttaen perinteistä autovalmistusta.

Muskin alustavien odotusten mukaan 4680-akku voi vähentää akun valmistuskustannuksia noin 20 %, laiteinvestointikustannuksia 35 % ja tehtaan lattiapinta-alaa 70 %.

Tämä akkuratkaisu on pohjana Teslan seuraavalle laajamittaiselle laajennuskierrokselle, jossa käytetään halvempia akkuja halvempien autojen valmistukseen, jotta saadaan enemmän voittoa, ja sitten investoidaan tutkimukseen ja kehitykseen sekä tuotantokapasiteetin laajentamiseen. Tämä sykli jatkaa Muskin suuren vision saavuttamista: nopeuttaa sähköajoneuvojen aikakauden saapumista ja nopeuttaa maailman siirtymistä kestävään energiaan.

Tämän vision valmistusperustana on suuri sylinterimäinen akku, joka näyttää olevan viimeisen harppauksensa kynnyksellä.