特斯拉冲刺4680电池“完全体”，5年押注的最后一搏
时间:2024-07-17 11:15来源:晚点LatePost 作者:李梓楠
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特斯拉今年不会推出新车型开卖，但可能会有新电池。
我们独家获悉，特斯拉计划在年底前量产装车完全采用干法电极的4680电池，这将是4680电池的“完全体”版本。
2023年，特斯拉已在Cybertruck上采用4680电池，但那是一个妥协版，未能实现目标——重新发明电池制造流程，使用干法电极替代传统的湿法电极，从而省掉将电极弄湿再烘干的过程，加快生产速度、降低成本。目前特斯拉生产的4680电池只有成本较低的负极采用了干法电极，而成本更高的正极依然是从LG新能源和两家中国电池公司采购的传统湿法正极。
现在，特斯拉离4680电池“完全体”只差临门一脚。我们了解到，干法正极的4680电池设计近期已经定型，这是大规模量产的前一步，特斯拉电池部门接下来会全力提升生产良率和效率，扩大产能。
据了解，特斯拉2022年底就已在实验室中做出了干法正极极卷，但因技术判断失误迟迟无法量产。今年4月该项目负责人巴格里诺（DrewBaglino）离职后，特斯拉调整技术路线，干法正极量产取得突破。
“干法电极做出来就能改变特斯拉。”一位特斯拉相关人士说。
4680电池是特斯拉在2020年发布的自研电池。特斯拉当时宣称，新技术能让电池成本降低50%，带来更便宜的新车。
大幅降本的关键正是干法电极工艺。现有动力电池的正、负极材料是浆状物，即“湿法电极”，这使电池生产需经历烘干、溶剂回收等流程，耗时长、厂房占地面积大。而干法电极省去了上述流程，可以大幅缩减建厂占地和单位电池产能的资本投入，提升电池性能和生产效率。
干法正极是4680整个工艺中最重要、也最难突破的部分，正极材料也是电池中成本占比最高的部件，超过35%。
我们还了解到，在攻克干法电极的同时，特斯拉也在继续改进当前妥协版4680电池的封装工艺和材料配比，这些电池会优先供应Cybertruck。目前特斯拉自产的4680电池，每周产能只够装1000辆Cybertruck。
知情人士称，这些特斯拉正在美国生产的4680电池的材料供应商里，几乎已没有中国公司，其部分生产设备也已切换为日本、欧美公司，仍在使用中国设备的环节也在寻找备选方案。
另一方面，特斯拉也计划在今年下半年让LG新能源直接供应完整的湿法正极4680电池，这些电池则将搭载到在美国生产的ModelY上。
4680电池是特斯拉提升下一代产品竞争力的核心，干法正极又是4680的核心。立项至今，特斯拉已在这个项目上耗时5年。
过了研发难点，接下来主要是工程优化问题
制造业的一条简单制胜法则是：用更少的钱造出比对手更好的东西。
过去5年，特斯拉曾有一条清晰的降本提效路线——用更大的一体压铸机缩短车身制造时间，设计零件数量更少、更容易制造的下一代车，用干法电极技术压缩电池制造成本，用“unboxed”技术缩短汽车组装时间和成本，制造更多高效的超级工厂。
特斯拉投注了数十亿美元和极多工程资源做这些硬件和制造创新。如果计划实现，特斯拉会像3年前那样保持领先全行业的毛利率和运营效率。
但今年4月以来，特斯拉开始陆续暂缓这些努力：暂停制造售价2.5万美元的廉价车型，暂停研发更大的一体压铸车身，本该在今年投产的墨西哥下一代超级工厂至今仍未动工建设。
4680电池一度也看起来危在旦夕。今年4月，该项目负责人，在特斯拉工作17年的特斯拉三电高级副总裁巴格里诺离职，电池团队也在当月被裁掉约25%的人员，目前只剩不到800人。
我们曾跟进裁员后续，提到今年初，特斯拉管理层曾对电池部门提出明确考核目标：如果到今年年底，特斯拉自产的4680电池成本不能比LG新能源和松下等供应商更低，特斯拉会考虑放弃自产4680电池；这并不是一个低标准目标，如果特斯拉真能实现自产成本低于LG，这就是在美国本土生产的最便宜的电池。
干法正极近期的进展给了电池部门实现年底目标的可能性。
巴格里诺离职后，特斯拉电池团队决定走成本略高，但能更快量产的路线。
这之前，特斯拉工程团队早在2022年底就已在实验室里做出了干法正极极卷，下一步是要在量产线上复现。
目前动力电池生产的大致流程是把糊状的正负极材料涂在箔片上做成极片，然后卷成极卷放入电池壳中、注入电解液、焊接完成。
但在量产极卷时，特斯拉被滚压工艺难住了。“干法正极工艺碰到极大挑战，正极粉料非常硬，有时会损坏极片设备，这是我们没预料到的。”马斯克在2022年财报电话会上说。
一位曾在特斯拉电池部门工作的工程师称，特斯拉只有少量定制并调校好的干法正极滚压设备，这种设备每坏一次至少要花45天去维修，电池团队因此浪费大量时间。
他记得，巴格里诺仍在职时，每周都要接受特斯拉前CFO扎克·柯克霍恩（ZachKirkhorn）的拷问，“成本柱状图上，就电芯部门一拉到顶，别的部门都在底下。”
电池部门内部曾讨论，将干法电极遇到的部分工程难题留到滚压和卷绕之后的工序再解决，因为滚压设备的修改和优化空间较小。
该人士表示，如果这么做，事情会简单很多，日本设备公司有成熟的解决方案，但特斯拉需要更换一部分生产设备，涉及更多设备支出和其它的研发不确定性。这一方案此前没有得到特斯拉高层许可。
近期，特斯拉电池部门开始尝试之前这个未被通过的方案，改用另一套设备，在滚压和卷绕之后再解决极卷良率问题，取得了进展。
一位接近特斯拉的人士说，之所以最近电池部门信心增加，是因为他们认为现在已经过了研发最难的阶段，接下来主要是工程优化问题。
特斯拉可以通过一些细节改进来提升效率，如一位特斯拉人士提到，之前产线上的极片出现坏品时，普通电池公司只会切掉数十厘米长的废片，但特斯拉会切掉长达数米的极片，这导致特斯拉在生产电池时要承担更高的坏品损失，也更难精准定位问题。
“这主要是因为我们没有足够多的工程人员去做测试。”他说，但好在这些任务接下来可以靠基础技术人员做更多测试去改进，“路线已经比较清楚了，花时间就可以解决。”
特斯拉有望自产一部分电池，减少对外部电池供应商的依赖
4680电池之前，特斯拉没有完全自产过电池。特斯拉最初的一批量产圆柱电池是和松下合作生产的，到2020年之后，当时已经一年卖50万台车的特斯拉形成了相对稳定的电池供应格局：
其中，方形电池全部由宁德时代供应，主要用于标准续航版Model3和ModelY，宁德时代除供应上海工厂，也出口给特斯拉的美国工厂；而圆柱电池则来自松下和LG，用于长续航版和高端车型。
自2023年特斯拉开始自产4680电池后，它改变了自己的电池供应链，减少了对外部供应商，也包括中国供应商的依赖。
目前已在美国得州工厂量产的“妥协版”4680使用LG和两家中国公司的湿法正极以及特斯拉自己的干法负极。
如果干法电极4680电池量产成功，且良率达到较高水平，特斯拉将可以完全自产4680电池，不再依赖供应商生产核心元件。
外部供应商会失去一部分特斯拉增量订单。在马斯克2021年的乐观设想里，特斯拉未来要自产至少30%的汽车电池。
当特斯拉开始更多自己造电池后，中国产业链公司的另一个机会是给它提供设备。但据我们了解，在干法正极的涂布、滚压、卷绕等核心工艺上，特斯拉目前尚未接触中国设备商，核心供应商来自日本和德国。
不过特斯拉的干法正极4680能否保持成本领先仍有变数。
这取决于干法正极4680的良率提升速度和扩产速度。若良率太低，会抵消减少烘干等生产环节带来的好处。
同时，自特斯拉2020年提出4680方案后，行业里也有不少其它公司跟进，如LG新能源、亿纬锂能、松下等。宁德时代虽然并不看好4680路线，但也有技术储备，他们正在研究干法电极。即使晚了一段时间，当其他公司也能量产干法电极4680后，特斯拉又会面临新一轮制造效率的竞争，而当各公司处在同一代技术时，极致压缩成本不是特斯拉的长项。
宁德时代等其他厂商也在探索下一代电池，即全固态电池，这也需要干法电极。行业共识是，固态电池是汽车电池的最佳形态。
攻克干法正极4680的同时，特斯拉也正在加深与宁德时代等中国公司的合作。宁德时代今年初开始与特斯拉在内华达州合建用于储能的磷酸铁锂电池工厂。特斯拉向宁德时代购买现成的电池产线，宁德时代提供部分技术和采购支持，赚取技术授权费。
宁德时代和比亚迪目前的电池成本约为0.33元/Wh，仍是全球最便宜、最有性价比的电池。
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