股票里杠杆什么意思 特斯拉4680的美梦与现实,超充场景才是大圆柱的未来
发布日期:2024-08-31 21:39 点击次数:75
据证券时报·数据宝统计,截至7月14日,有24只基金发布2024年二季报(A/C/D/E类基金仅计入A类)。从业绩来看,纯债型、混合债券型基金二季度表现明显优于股票型及偏股混合型基金。
今年二季度,债券牛市惯性未减,吸引了大量资金涌入。公募基金2024年二季度报告正陆续发布。截至7月12日,从已披露的规模来看,多只债基规模相较一季度末均有大幅增长。然而,随着债券市场收益率大幅下行,央行在7月以来多次出手,债券市场逐渐降温,不少债券基金经理开始进入观望状态,通过观察市场和政策的进一步变化,以调整后续的投策略和交易动作。
导读
特斯拉公司连同CEO马斯克备受推崇,但凡他看重的技术,国内很多人一窝蜂地抄作业的。无论是一体化压铸车身,还是夏天晒得要死的大玻璃天幕都有很多企业学着跟进。具体到动力电池领域,行业对特斯拉4680大圆柱电池更是趋之若鹜。
从2020年9月22日,特斯拉在电池日上关于4680大圆柱的几张PPT开始,2023年10月干法正极才进入C样,今年Q2财报会议,提到开始量产双干法4680的消息,且少量装车搭载CYBERTRUCK这款特斯拉最贵车型。特斯拉4680生产不顺,良率不高、效率上不去、成本下不来,自己做比买还贵!整整五年过去了,马斯克也终于领教了电化学工程的难度。
笔者今年以来遍访锂电池产业一线专家,寻找特斯拉4680迟迟难产的秘密。直到见到云山动力董事长袁定凯,这位从业23年的锂电老兵帮我解开了心中谜团。马斯克可能点错科技树了,4680大圆柱电池真正的应用场景是超充,走功率型电池路线,而不是能量型技术路线,追求能量密度。
4680五大优点与特斯拉的美梦
大家最熟悉的圆柱锂电池型号是18650,最初被运用于消费电子产品中,随后扩展至电动工具。在特斯拉发展初期,由于市面上没有专为电动汽车生产的电池,也不得不采用该型号电池作为动力源。
在乘用车领域,在体积、安全、续驶里程等多维度约束下,18650显然小了,后来21700稍微好一点,还是太小了。比如一款装75KWh的纯电动汽车大约需要7000个18650电池,即使是21700电池也需要4400个。随着电动汽车的普及,需要更加适合车用的电芯,将电芯做大是简单粗暴高效的做法。
一,圆柱大型化可以提高成组效率,弥补小圆柱电池成组效率低的不足。目前行业内主流圆柱形电池(18650/21700)的模组成组效率约为87%,系统成组约为65%;而方形电池则分别为89%和70%,相较之下圆柱电池成组效率明显较低。但是在圆柱电池直径变大后,差距有所缩小。动力电池支架板和集流片的孔径变大,相应重量减轻,此外,动力电池包中电芯数量的减少可以减少结构件用量,在提高电池能量密度的同时提高成组效率。
二,从安全角度来说,大圆柱电芯搭配全极耳技术,可以显著解决散热问题,有效提高了安全性。由于大圆柱电子流通路径缩短,电池发热量有望明显下降。同时全极耳设计增大了极耳端面的散热面积,增强电池的热稳定性;能有效提升倍率性能:全极耳设计降低电池内阻,提高电子流动速度,提高快充性能;大圆柱成组接触面是线性接触,遇到单一电芯出现热失控问题时,对其他电芯的蔓延也很慢;另外圆柱电池中间可以做蛇形管散热,而方形电池呢,只能在底部散热,所以方形的散热面积小,圆柱的散热面积大,理论上可以做到零热失控。
三,从标准化角度出发,大圆柱对电池企业更友好,反正是标准化产品,降本提效生产出标准品来就好了,怎么使用,怎么组合是应用端的事了,只是对BMS控制等有些要求,这对大部分传统车企是障碍,但对特斯拉等造车新势力来讲是优势。由于标准化程度高,4680电池可作为一种“结构电池”,灵活运用于各车型的CTC设计,还可通过一体化压铸协同降低制造成本,实现“极限”制造。另外大圆柱电池的设计制造乃至于回收都可以做到标准化,并且它在全生命周期里面结构稳定,电池之间零应力。圆柱电池在使用开始到结束的时候一如既往没有变化。
四,价格更便宜,圆柱电池尺寸从21700升级到4680,电芯体积增加448%,而表面积仅增加180%,这表明随着圆柱电池直径的增大,结构件质量占电池包总重量的比例下降,大圆柱电池的电池能量密度将有所提升,从而降低电池单Wh生产成本。从21700圆柱电池升级到46800大圆柱可以降低14%的单位生产成本。
五,由于大量圆柱电芯组成粘接紧密的蜂窝状结构后,可以提供优秀的总体刚度,同时还有充足的电量,所以这种构型将会是高档纯电动轿车的首选。同时如果整车电池组使用小圆柱的话,由于数量多,控制复杂,对车企的BMS技术要求较高,大圆柱路线可降低BMS控制难度,同样75KWh的车,一个7000个,一个只需950个,当然越少越好控制了。
可见,4680大圆柱路线是完全利好特斯拉的,也难怪马斯克对此情有独钟,从2019年开始,五年来特斯拉为该项目年投入了超30亿美元(合200多亿人民币)是特斯拉罕见的巨资项目。马斯克原计划通过4680电池的研发与应用,掌握产业链主导权后,再通过专利授权方式,在世界各国授权制造,复制一个电池界的“可口可乐”模式,实现完美的盈利微笑曲线。
很显然,目前这个美梦没有实现。特斯拉4680大圆柱电池的生产过程,面临包括良品率、工艺复杂性和供应链整合等问题,影响了电池产量和制造成本。
超充场景下,电池需要具备高功率充放电能力
按照技术采用生命周期理论分析,新能源汽车已经连续跨越2.5%的创新者、13.5%的早期使用者两个阶段以及死亡之井,进入新的早期大众阶段(34%)。这个阶段的人群只关心需求,不关心技术。所以,相对于现有产品,新技术必须有明显优势,并被反复验证是稳定可靠的,他们才会购买。到了这个阶段,也就进入了新能源汽车的攻坚克难阶段,交通电动化、智能化趋势都看明了,也体验到了。
根据《中国高压快充产业发展报告(2023-2025)》,充电慢、充电不便是消费者选择购买纯电动汽车的主要顾虑。里程焦虑是个伪命题,补能焦虑才是真问题,插电式混动与增程式车型销量猛增从侧面印证这种焦虑真实存在。这几年,每逢五一、国庆等重大节假日,高速公路服务区的充电区域都排长龙。目前安装配套的直流快充桩功率普遍低于60KW,且数量不多,导致每台车的充电时间都在一小时以上,无法满足用户快速补能需求。
为了提高充电效率,缩短充电时间,行业提出了超充来解决充电慢的痛点,可以实现10分钟从10%充到80%,能够快速补能,像加油那么快的超充就成为香饽饽。特斯拉、华为、蔚来汽车、理想汽车、极氪汽车等公司,都正在加速构建800V超快充网络。颇受关注的是,宝马和梅赛德斯-奔驰也计划以50:50的股比在中国成立合资公司建设运营超级充电网络。除了车企,超充赛道还吸引了中石油、中石化、国家电网等跨界者入局。今年以来各主流车企的旗舰、次旗舰车型大多已经升级至800V高压电气架构。
800V高压平台有助于大幅提高充电功率,缩短充电时间,在一辆车同等装车电量下,比400V平台单个电芯的容量下降了一倍多,而且随着超充网络建设越来越完善,单辆电动汽车装电量还可以再低一些。这样就对电芯的充放电倍率提出了更高要求,电芯性能特征从能量型转向功率型。
4680大圆柱全极耳电池因设计特点,在快充乃至超充这个应用场景上有明显优势,但目前特斯拉主导的4680系列大圆柱工艺,因汇流盘与极柱连接面积限制,快充性能未完全释放,电芯性能做不到真正的功率型,基本可以判断这条工艺路线上是存在严重缺陷的。
云山动力创始团队在行业老兵袁定凯带领下,对电化学机理与市场应用场景有着深刻理解,凭借在锂电池领域的深厚技术积累和产业化经验,发现了特斯拉4680的不足,及时对46系列大圆柱电池技术、工艺、装备进行改进调整,解决了特斯拉4680虽然体积大了,容量大了,但高压快充能力依然欠缺的问题。拥有60余项相关专利,是国内大圆柱电池专利体系最完整的企业之一。
云山动力最新研发的46系列大圆柱超充电池,可以实现工况下6C充放电,极限情境下10C充放电,可实现10分钟充电且温升控制在20摄氏度以内。公司开发的超低温电池可在低温-20℃下充电,-35℃下放电,以其独特的电池设计和工艺端大幅革新,实现了能量密度、快充性能、安全性、生产良率及成本的极限平衡,引领电池技术向更高效、更安全、更经济的方向发展。
云山动力把4680从能量型电池带上高低温都可以适应的功率型电池领域,完美匹配高压快充乃至超充,应用场景不仅仅限于乘用车,商用车、特种车、叉车、甚至基站电源等领域。可以少装电池、高频运营。
最后
在本文完稿之际,又传来特斯拉4680采用了干法电极,特斯拉4680又走到了最终一跃的前夜!
笔者与云山动力董事长袁定凯以及很多行业同仁,都亲身经历了中国新能源汽车换道赛车的过程。
在这个世界上,无论是中国的还是外国的,我们都应一视同仁。无论我们来自哪个国家,特斯拉也好,云山动力也好,都是在为加速世界向可持续能源的转变,为人类可持续发展做出应有的贡献。
祝愿他们都能把4680大圆柱电池做成功!
(本文作者顾国洪股票里杠杆什么意思,《电车商业研究》主理人,高校做产业研究的实战派专家,中国汽车工程学会汽车经济发展分会副主任委员。)
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