https://technews.tw/2020/09/23/tesla-battery-day-2020/
特斯拉 2020 電池日今天開展，馬斯克正式宣布特斯拉將開始自製電池，並打造全新超級電池工廠，新電池預期將會大幅提升續航力，同時更加便宜，未來特斯拉將有機會推出 2 萬 5 千美元的平民電動車。
電池日之前，特斯拉先進行股東大會，幾個快速重點整理給有興趣的讀者。
「特斯拉應該是目前唯一一家在中國的純外資公司，我們 15 個月內從一塊荒地，蓋起上海超級工廠，帶動整體銷售。」馬斯克（Elon Musk）表示，特斯拉目前已連續 4 季成功獲利（GAAP），並持續創造正向現金流，現在正努力讓柏林超級工廠及德州奧斯汀的超級工廠上線，持續讓公司財務更健康。
2020 是瘋狂又詭異的一年，仰賴團隊與消費者和投資人協助，過去一年，全球車業都陷入負成長時，特斯拉是唯一正成長的車廠。
最後，可能是回應近期另一家電動車新創 Nikola 的落跑謠言，馬斯克提到，「設計原型車很酷也很不容易，但設計能真正做車的工廠和產線，難度大概是十倍甚至百倍。這些產線看起來好像很像，但我們致力讓每條產線都更有效率，這就是讓我們持續成長的核心競爭力。」
選在全球關注的發表會前，先舉行股東大會，是科技公司少見的操作，背後的思維就留待讀者自行想像了。
重頭戲：超級電池工廠
一開場馬斯克就丟出兩大目標。首先，要達到特斯拉成立的目標，打造永續能源，電動車部分需要比現在多 100 倍電力和電池，以特斯拉全產線來看，總共電池組容量要從目前 0.06TWh 成長到 10TWh，這是特斯拉的新目標。T 代表 Terra，也就是 Giga 的 1 千倍。
如果按照目前生產模式，特斯拉需要蓋 135 座超級工廠，約需 200 萬名員工與 20 億美元建造預算，看起來不太可行。
第二個目標是打造更便宜的電池。雖然電動車市場在成長，但電動車依然不是平民選項，但目前的電池製造成本下降的速度並不如預期。
因此，特斯拉的解決方法就是打造自己的「超級電池工廠」，自行負責電池設計、生產、電極材料等，加速電池產能，同時減低製造成本。特斯拉預計一年內，新電池工廠產量將達 10GWh，並持續成長。
▲全面自製電池將會提供三方面的優勢。
從 2008 年到現在，同樣體積的電池，電池容量成長了 50%，但對特斯拉來說，這成長速度遠遠不夠。馬斯克介紹 5 項特斯拉自製電池的新製程，話說在前頭，這些技術都是極端困難的新發明，礙於篇幅無法寫到最細節，但不表示這些技術很簡單。
▲ 特斯拉自製電池，性能將有大躍進。
全新設計的特斯拉自製電池，簡化鋰離子電池的纏繞方式，縮短電子在電池內的移動距離，提供更大容量與更高效能。
▲ 新的電池纏繞方式，簡化現行鋰離子電池的製造過程。
電池製程中，各種金屬材料從粉末到壓製成片狀的過程非常複雜，特斯拉設計一款新的溶劑壓製機，將攪拌、溶製、乾燥、成型過程全用一台機器完成，達成 10 倍製造效率，但「真的很難，我只能說我們快要成功了，但沒這麼快。」馬斯克說。
連愛說大話的馬斯克都講得這麼保守，可想像難度有多高。
電池組裝部分，特斯拉將重新設計所有生產線設備，打造一條電池組裝高速公路，讓組裝速度提升 7 倍，同時工廠占地會更小，一家工廠就能達到其他電池廠數倍以上產能。
「未來可能所有車廠都會有長續航電動車，也可能都有自動駕駛，但特斯拉要成為最好的製造者，從各方面來說都是。」馬斯克說。（謎之聲：你的公差呢？）
提升效能同時，特斯拉電池工廠另一使命是要縮小製造過程的耗電與碳足跡，目標是 10%，不是縮小 10%，而是成為目前電池工廠的 10% 耗能。「新的中程目標是 2030 年，要達到每年 3TWh 電池產能，不過其中會有一部分是跟合作電池廠商購買。」馬斯克說。
內容部分，鋰離子電池使用的金屬材料決定價格和性能。陽極部分，特斯拉將引進大量矽化陽極，讓電池更便宜，續航提升 20%。陰極材料如之前馬斯克說過的，鎳是特斯拉往後最重視的金屬，他們會發展出不同鎳含量的電池，提供不同能量密度電池，讓多種車輛有最好能量價格比。
▲ 鋰離子電池的陰極製程，特斯拉準備重新設計產線，並移除廢水。
在電池陰極製程，35% 成本來自「製造過程」，特斯拉想透過新產線設計，減少人力投入，縮減 76% 製造成本，同時重新設計製程的水循環，將原本廢水降為 0。
超級電池工廠之後，還有特斯拉礦場
隨著電動車與電池大量增加，各種金屬原料價格也在上漲，甚至可能成為國際政治角力籌碼。為了避免斷貨狀況，特斯拉不僅要自製電池，還研究自己挖礦，已取得內華達州 1 萬畝土地，透過自行研製的挖礦機開採豐富的鋰礦。特斯拉估計光這個礦場的產量，足以提供全美國所有車輛都換成電動車。
自行挖礦另一個重點好處是，特斯拉能完全掌控過程的環境影響，以及目前有不少爭議的勞工權益問題。
Model Y 的一體成型鑄造過程，簡化組裝零件，大幅降低成本並提升製造速度。從這一點，特斯拉想出借鏡飛機的新概念：把電池做成車身，稱為 structural batteries 結構化電池。
▲ 飛機燃料儲存在機翼內，特斯拉將這個概念搬到車子。
車身鑄造過程，機器就將電池組直接「貼在」車身上，搭配碳纖維支架，形成蜂巢狀結構，節省電池組周邊的零組件結構空間，同時還能提升車身強度。
更重要的是，透過這個方式，可進一步縮短整個製造過程 10% 時間，創造出的新空間能裝進更多電池，提升約 14% 續航力。
▲ 特斯拉電池工廠將讓每度電價格比大幅下降，超出原先分析預測。
「從我創立這家公司開始，夢想就是打造比燃油車更便宜的電動車。」馬斯克表示，特斯拉自製的電池工廠，將讓特斯拉 3 年內有機會推出 2 萬 5 千美元的平民新車。
電池日最後，馬思克也宣布目前特斯拉性能最強的車款，「Plaid Model S」將開放預購，這款上週於拉古納賽道創下歷史最佳紀錄的車輛，最快 2021 年開始交車。
快速心得
簡單說，特斯拉過去幾年做車時開發了大量自動化技術，現在要將這些技術帶到電池製造過程，一口氣導入新材料、新製程和新技術，這是電動車發展史上重要事件，如果特斯拉能達成這些目標，2030 年前我們就有機會看到新台幣百萬元以下的特斯拉，同時還保持至少跟目前 Model 3 同級的性能。
然而，以上每項製程改善，都是巨大的挑戰，馬斯克多次證明自己可以成功，但也留下多次吹牛紀錄，這些目標能否實現，現在還不能太樂觀。但可以肯定的是，全世界最緊張的公司，不是 Toyota，也不是 GM 或福斯，而是特斯拉長期電池夥伴 Panasonic。
（圖片來源：特斯拉）
沒有留言:
張貼留言