berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Teks |. Han Yongchang

Editor｜Li Qin

Perlombaan Apple selama 10 tahun dalam memproduksi mobil akhirnya menyerah tanpa hasil apa pun, sehingga menimbulkan kekaguman global. Di dalam Tesla, perusahaan mobil terbesar di dunia berdasarkan nilai pasar, juga terdapat proyek "Titan" serupa, yaitu baterai silinder besar 4680.

Menurut 36Kr, Tesla telah menginvestasikan US$3 miliar dalam proyek tersebut selama lima tahun sejak investasinya pada tahun 2019. Ini adalah "proyek investasi besar yang langka di dalam perusahaan", tetapi belum diproduksi massal. Sebagai komponen inti kendaraan listrik, Tesla berharap dapat menonjol di industri melalui pengembangan dan penerapan baterai 4680. Namun yang jelas, keinginan tersebut tidak terkabul.

Dalam rencana PHK drastis Musk, proyek baterai 4680 tentu saja menjadi area yang paling terpukul. "Dari 1.600 orang, hanya tersisa 1.000 orang." Bahkan ada kabar di industri bahwa Tesla ingin meninggalkan teknologi ini untuk sementara waktu hujan akan datang.

Namun tidak seperti skrip mobil Apple, baterai silinder besar Tesla 4680 telah membawa titik balik.

Beberapa insinyur yang dekat dengan Tesla mengatakan kepada 36Kr bahwa tugas terbaru tim baterai Tesla adalah memproduksi secara massal 4680 baterai silinder besar yang diproses secara kering pada akhir tahun ini di Amerika Serikat, diikuti oleh pabrik-pabrik Eropa.”

Biaya baterai telah menjadi kendala keuntungan terbesar bagi perusahaan mobil listrik. Baterai 4680 yang diluncurkan Tesla tentu saja dianggap sebagai peluang bagi perusahaan mobil untuk mengontrol sumber hidupnya sendiri. Mengikuti Tesla, pabrik baterai dalam dan luar negeri secara aktif beroperasi. Pada puncaknya, NIO merencanakan kapasitas produksi sebesar 40GWh.

Namun saat ini, sebagian besar perusahaan sudah berada dalam kondisi semi-terbengkalai. Seseorang dari pabrik baterai berkata, "Perusahaan mobil luar negeri akan datang untuk berkomunikasi, tetapi perusahaan mobil dalam negeri tidak tertarik sama sekali."

Berlanjutnya perang harga terminal di pasar otomotif telah mengurangi antusiasme industri, dan pasar tidak lagi membayar untuk teknologi baru. Di tengah kesuraman, terobosan diam-diam Tesla tampaknya menjadi harapan.

Teknologi elektroda kering Tesla tidak hanya dapat digunakan pada 4680, tetapi juga merupakan metode produksi utama baterai solid-state di masa depan.

Teknologi ini dapat memperpendek seluruh lini produksi sekitar 100 meter, yang hampir setara dengan panjang lapangan sepak bola. Orang dalam industri mengatakan kepada 36Kr bahwa elektroda positif dan negatif semuanya dibuat dengan metode kering, yang dapat menghemat 2-3 sen dari harga satu sel baterai watt-jam.

Apa konsep ini? Kutipan terendah saat ini untuk baterai litium besi fosfat persegi adalah 0,32 yuan per watt jam, dengan total biaya BOM, produksi, tenaga kerja, dll. adalah 0,28-0,3 yuan. Penghematan yang dilakukan Tesla sudah menjadi keuntungan sebagian besar pabrik baterai lapis kedua.

Tiongkok merupakan negara dengan rantai industri baterai listrik terlengkap dan teknologi terkaya di dunia. Namun perusahaan baterai Tiongkok saat ini sedang berjuang untuk mengurangi biaya. Tidak ada yang menyadari bahwa Tesla sudah selangkah lebih maju dari perusahaan Tiongkok di bidang baterai silinder besar.

Jarak ini mungkin memerlukan waktu beberapa tahun untuk dilalui.

Mengatasi Elektroda Kering, Tesla Temukan 'Peluru Perak'

Pada tahun 2019, Tesla mengumumkan bahwa mereka akan mengakuisisi Maxwell, sebuah perusahaan startup Amerika, yang memiliki teknologi inti elektroda kering yang dipatenkan, dengan premi 55% senilai US$218 juta.

Musk melihat potensi besar dari teknologi ini dan menggunakannya untuk membuat bagian tiang baterai 4680.

Proses basah tradisional memerlukan pencampuran bahan bubuk dari elektroda positif dan negatif dengan pelarut beracun untuk menyiapkan bubur dan melapisinya pada kertas timah yang sesuai. Kemudian dipanggang dalam oven sepanjang 100 meter untuk menghilangkan kelembapan sebelum potongan tiang akhirnya dapat dibentuk.

Proses kering yang digunakan oleh Tesla mencampurkan bubuk elektroda positif dan negatif dengan pengikat khusus dan memadatkannya langsung ke kertas timah. Hal ini menghilangkan kebutuhan akan kelembapan di seluruh proses dan menghilangkan langkah pengeringan.

Tesla memperkirakan dibandingkan dengan metode basah, penggunaan proses elektroda kering dapat mengurangi biaya lebih dari 18% dan investasi peralatan sebesar 41%. Seseorang dari pabrik peralatan juga mengatakan kepada 36Kr bahwa elektroda positif dan negatif semuanya dibuat dengan metode kering, yang dapat menghemat 2-3 sen dari harga satu baterai watt-jam.

Langkah penting pertama dalam pembuatan elektroda kering adalah mencampur bahan bubuk dari elektroda positif atau negatif. Pencampurannya harus benar-benar seragam, dan di situlah letak kesulitannya.

Seorang insinyur yang dekat dengan Tesla mengatakan kepada 36Kr bahwa jika Anda membuat seember bubuk, sesendok pertama dan sesendok terakhir akan mendeteksi hasil yang sangat berbeda. Jika bedak ini dibiarkan selama dua jam atau delapan jam, hasilnya akan berbeda. Jika adonan tidak merata, potongan tiang yang dihasilkan akan hampir sulit digunakan.

Langkah yang lebih sulit pun bergulir. Proses penggulungan tradisional menggunakan roller untuk memadatkan potongan tiang kering, yang dapat menjamin kinerja inti baterai.

Tesla menggunakan bahan grafit untuk elektroda negatif, yang lebih lembut dan mudah ditekan, dan produksi massal dapat dicapai dengan cepat. Namun, elektroda positif terbuat dari logam yang sangat keras seperti nikel dan kobalt, yang setara dengan menekan kerikil halus ke permukaan cermin yang halus, dan hal ini terbukti sulit. Katoda proses kering juga merupakan kendala terbesar untuk produksi massal 4680.

Insinyur tersebut mengatakan bahwa selama proses penekanan elektroda positif, kecerobohan dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan. "Dibutuhkan waktu 45 hari untuk memperbaiki peralatan setiap kali, sehingga kemajuan produksi massal tertunda tanpa batas waktu."

Tujuan awal Musk untuk 4680 adalah memproduksinya secara massal pada tahun 2021, dengan kapasitas produksi mencapai 100GWh pada tahun 2022. Tentu saja, tujuan tersebut terlalu optimis.Untungnya, melalui upaya tim teknik, teknologi katoda proses kering telah mencapai terobosan pada akhir tahun 2022.

Seorang insinyur mengatakan kepada 36 Krypton bahwa elektroda positif proses kering telah diproduksi menjadi gulungan tiang (gulungan besar potongan tiang), namun berbagai masalah akan muncul ketika menggulungnya menjadi baterai, seperti terlalu cepat dan mudah pecah.

Sepanjang tahun 2023, Tesla terobsesi untuk menyelesaikan semua masalah selama pembuatan potongan tiang agar kumparan tiang menjadi lebih sempurna. Namun "ini adalah masalah yang hampir mustahil dipecahkan."

Hingga April tahun ini, Drew Baglino, wakil presiden senior Tesla yang membidangi tenaga listrik dan kelistrikan, mengumumkan pengunduran dirinya. Baglino adalah penanggung jawab utama 4680. Setelah pengunduran dirinya, jalur proses kering juga mengalami penyesuaian.

“Kami masih menggunakan pole roll yang diproduksi akhir tahun 2022 dan mengoptimalkan proses penggulungan, sehingga permasalahan dapat diselesaikan dengan lebih mudah.”

Ia mengatakan salah satu kendala yang dihadapi Tesla sebelumnya adalah perbedaan ketebalan elektroda yang menyebabkan foil dan elektroda tidak berada pada bidang yang sama saat digulung. "Sama seperti jika Anda mengambil empat lembar kertas dengan ketebalan berbeda dan menggulungnya menjadi satu, akan mudah timbul masalah."

Tapi ini bukanlah proses yang rumit. Teknologi basah yang ada juga akan menghadapi masalah seperti itu. "Pemasok punya solusi, tapi biayanya relatif tinggi."

Pergeseran jalur teknis menjadi kunci kepercayaan diri Tesla dalam membuat 4680 benar-benar kering. “Tugas di akhir tahun ini adalah memproduksi secara massal proses kering 4680. Sekarang sel-sel tersebut dimasukkan ke dalam kendaraan dan siap untuk pengujian kualitas.”

Tentu saja, ada lebih dari satu jalur teknis untuk 4680, dan perusahaan baterai juga mengembangkan produk terkait.

"Dilema silinder domestik besar: terdapat kendala teknologi di dalam dan ekstrusi semi-padat di luar."

Tesla yang terkenal dengan inovasinya kesulitan mengatasi proses elektroda kering dan hanya bisa menggunakan grafit sebagai elektroda negatifnya. Perusahaan baterai listrik di China, Jepang dan Korea Selatan sudah langsung mengadopsi taktik memutar, yakni semuanya menggunakan basah matang teknologi proses, dikombinasikan dengan silikon karbon anoda mencapai produksi massal.

Kedua rute tersebut memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Secara teori, teknologi proses kering Tesla menghilangkan bagian oven dan memiliki lebih banyak keuntungan dalam biaya produksi. Namun, hanya dengan menggunakan grafit sebagai elektroda negatif, peningkatan kepadatan energi sangat terbatas.

Meskipun biaya produksi teknologi basah yang matang tetap sama, kepadatan energinya lebih tinggi dan kinerjanya lebih baik. Harganya adalah masalah pemuaian anoda silikon sulit dipecahkan. Menurut 36Kr, banyak produsen baterai dalam negeri saat ini terjebak dalam tautan ini.

Tentu saja, penyesuaian pada proses pembuatan baterai silinder besar juga membawa lebih banyak ketidakpastian.

Dibandingkan dengan jalur produksi baterai silinder tradisional, proses silinder besar memerlukan akurasi pelapisan yang lebih tinggi. “Pelapisan sebelumnya adalah lug bertiang tunggal, yang semuanya dicat pada satu permukaan dan hanya disejajarkan pada kedua sisinya. Namun, silinder besar adalah lug bertiang penuh dengan banyak sisi, yang harus disejajarkan saat melapisi.” kata 36 Krypton.

Teknologi serba kutub

Hal ini memberikan banyak tekanan pada peralatan. Persyaratan akurasi pelapisan 4680 adalah deviasi ±0,1 mm, tetapi sebagian besar peralatan domestik saat ini hanya dapat mencapai ±0,5 mm.

Tentu saja masalah ini bukannya tidak bisa diselesaikan. "Peralatan pelapisan Jepang dapat menjamin penyimpangan 0,1 mm saat menandatangani kontrak, tetapi harganya 3-4 kali lipat dari peralatan dalam negeri."

Ini hanya masalah pelapisan, Quanjia juga menghadapi banyak masalah. Baik itu pencetakan tab penuh atau pengelasan pelat pengumpul arus, metode yang diterapkan oleh perusahaan baterai tidak konsisten.

Sebagai contoh sederhana, ketika tab terbentuk, baik diratakan atau dipotong dan dilipat, serpihan kecil atau gerinda dapat dihasilkan jika masuk ke inti baterai, terdapat risiko pelepasan panas.

Pembuatan baterai didasarkan pada prinsip tong kayu, dan papan terpendek menentukan hasil dan efisiensi produksi. Masing-masing masalah ini harus diselesaikan dengan baik sebelum baterai silinder besar dapat diproduksi secara massal dengan lancar.

Namun, karena berlanjutnya perang harga saat ini, kemajuan produksi massal silinder besar telah berulang kali ditunda. Pada saat yang sama, baterai semi-solid dengan kepadatan energi lebih tinggi juga mulai diproduksi massal, mendapatkan pesanan dari perusahaan mobil.

Pengejaran kepadatan energi pada kendaraan listrik murni selalu ada. Paket baterai semi-padat 150 derajat NIO telah diuji langsung di jalan, dengan masa pakai baterai lebih dari 1.000 kilometer. Tahun ini, Zhiji L6 merilis versi Lightyear yang dilengkapi dengan baterai semi-solid dan berjanji akan mengirimkannya dalam tahun ini.

Menurut statistik dari Power Battery Industry Innovation Alliance, pada paruh pertama tahun ini, baterai semi-solid sebesar 2,154.7MWh telah dipasang di kendaraan. Baterai ini cukup untuk membawa lebih dari 14,000 NIO ET7.

Baterai semi-solid mendapat manfaat dari kepadatan energi yang tinggi dan mempercepat laju produksi massal. Tidak mau kalah, baterai silinder besar telah pindah ke kamp pengisian cepat. Perusahaan baterai seperti Yiwei Lithium Energy, Zhongxinxing, dan Zhengli New Energy berturut-turut merilis produk silinder besar yang mendukung pembesaran 4-6C.

Baterai semi padat dan baterai silinder besar merupakan teknologi baterai baru yang mendekati produksi massal. Ada juga suara berbeda di industri mengenai sikap terhadap keduanya.

Satu suara percaya bahwa setelah produksi massal semi-padat, baterai silinder besar tidak akan mampu melawan. Dalam hal kepadatan energi dan pengembangan di masa depan (all-solid state), semi-solid state hampir memiliki keunggulan absolut. Satu-satunya masalah adalah biaya yang lebih tinggi.

Suara lain berpendapat bahwa silinder besar memiliki keunggulan dibandingkan semi padat. Berdasarkan pertimbangan keselamatan, silinder besar adalah cangkang baja, sedangkan semi-padat adalah paket lunak. Apakah baterai ternary nikel tinggi dalam paket paket lunak dapat lulus uji pelarian termal "tidak ada api atau ledakan" standar nasional yang baru. masih menjadi pertanyaan.

Namun apakah itu silinder besar atau semi-padat, produksi massal telah tertunda karena perang pengurangan biaya yang sedang berlangsung di industri otomotif.

"Produksi massal silinder besar mengharuskan Tesla mengambil tindakan putus asa"

Dalam industri baterai, kepraktisan telah menjadi keuntungan terbesar, dan terobosan dalam teknologi baru tidak lagi lebih menarik dibandingkan rendahnya harga teknologi yang sudah matang.

Baterai silinder besar juga sulit membalikkan tren ini. Perusahaan mobil dan perusahaan baterai yang dulunya tertarik pada teknologi ini mulai menghentikan aktivitasnya. Kecuali Tesla.

"Tesla pertama-tama akan memproduksi baterai silinder besar secara massal dengan metode kering sepenuhnya di Amerika Serikat pada akhir tahun ini, dan pabrik-pabrik Eropa akan mulai menggunakannya segera setelahnya."

Tesla selalu menjadi pengguna awal teknologi baru. Baik itu penggunaan die-casting terintegrasi atau pengenalan model besar end-to-end, Tesla adalah yang pertama membuat terobosan, dan banyak perusahaan mobil mengikuti contoh tersebut sudah umum terlihat.

Jika Tesla berhasil memproduksi baterai silinder besar secara massal dan menggunakannya dalam skala besar pada akhir tahun, siklus ini bisa terulang kembali.

Pengurangan biaya skala besar dalam industri manufaktur dicapai melalui peningkatan proses. Teknologi elektroda kering Tesla dan kecepatan produksi silinder besar telah mencapai titik penting ini.

Kecepatan produksi baterai silinder kini telah mencapai 300PPM (300 sel per menit). Jika baterai silinder besar dihitung dengan kecepatan ini, efisiensi produksinya bisa hampir 4-5 kali lipat dari baterai persegi.

Ditambah dengan berkurangnya investasi pada peralatan dan bahan produksi yang disebabkan oleh teknologi proses kering, baterai silinder besar mungkin dibatasi oleh hasil dan efisiensi dalam jangka pendek, namun pengurangan biaya dalam jangka panjang sangat besar.

Pentingnya silinder besar bagi perusahaan mobil adalah untuk menyatukan spesifikasi baterai. Jika baterai menjadi produk standar untuk dibeli, harga akan turun dan perusahaan mobil akan memiliki kontrol yang lebih kuat terhadap pemasok baterai.

Tentu saja, desain PACK dari baterai silinder besar adalah hal yang sulit. “Hanya sedikit perusahaan mobil domestik yang memiliki kemampuan teknis ini.”

"Kesulitan PACK untuk silinder besar adalah terlalu banyak titik solder, tetapi ini bukan masalah yang sepenuhnya tidak dapat diselesaikan. Investasikan saja uang untuk melakukannya, tetapi perusahaan mobil tidak punya uang sekarang."

Industri baterai juga sangat khawatir dengan teknologi ini, terutama CATL. Sebagai pemimpin dunia dalam bidang baterai, hampir semua lini produksi CATL ditujukan untuk baterai persegi. Jika baterai silinder besar digunakan oleh sebagian besar perusahaan mobil, CATL perlu mengubah strategi produksinya, yang akan memakan biaya sangat besar.

Seseorang yang dekat dengan CATL mengatakan kepada 36Kr, “Di permukaan, Raja Ning tidak mendukung kolom besar, tapi secara pribadi dia menginvestasikan lebih banyak uang daripada orang lain.”

Dia menganalisis 36Kr dan mengatakan bahwa CATL memiliki lini produksi baterai silinder besar dengan efisiensi sekitar 150PPM. Dihitung dari biaya lini produksi dan sel-sel bekas yang dihasilkan, investasinya diperkirakan secara konservatif mencapai ratusan juta yuan.

Tesla menyukai efisiensi produksi baterai silinder. Bentuk lilitan sel silinder secara teori sama dengan cara produksi gulungan tisu toilet. Kecepatan lilitan CATL saat ini adalah 100 meter per menit, yang merupakan level tertinggi dalam industri baterai, dan kecepatan lilitan gulungan kertas bisa. dengan mudah mencapai 1000 meter per menit.

Masih ada ruang besar untuk perbaikan dalam proses produksi baterai. Inilah salah satu alasan Musk dengan keras kepala mengembangkan 4680. Ia ingin mengubah cara tradisional pembuatan baterai, seperti halnya mengubah pembuatan mobil tradisional.

Menurut ekspektasi awal Musk, baterai 4680 dapat mengurangi biaya produksi baterai sekitar 20%, biaya investasi peralatan sebesar 35%, dan ruang lantai pabrik sebesar 70%.

Solusi baterai ini adalah dasar bagi putaran ekspansi skala besar Tesla berikutnya, menggunakan baterai yang lebih murah untuk membuat mobil yang lebih murah, guna memperoleh lebih banyak keuntungan, dan kemudian berinvestasi dalam penelitian dan pengembangan serta perluasan kapasitas produksi. Siklus ini terus berlanjut untuk mencapai visi besar Musk: mempercepat datangnya era kendaraan listrik dan mempercepat transisi dunia menuju energi berkelanjutan.

Dasar produksi untuk visi ini adalah baterai berbentuk silinder besar, yang sepertinya sedang menjelang lompatan terakhirnya.