特斯拉在使用什麼電池?

在電池形式、陰極化學和供應商方面擁有相當多元化的戰略。

特斯拉是世界上最大的電動汽車製造商,許多人都想知道該公司使用什麼電池。是否有一種秘密的電池類型可以讓它取得成功?

[電池形狀因數]

當該公司開始推出最初的特斯拉 Roadster 之旅時,可供選擇的鋰離子電池類型並不多。特斯拉乾脆決定使用18650型(最近稱為1865)圓柱形電池,該電池是為通用目的(稍微適應電動汽車)而設計的。

由於電池組(數千個)中含有大量小電池(低容量),它們很難使用,但質量穩定且產量大。憑藉出色的電氣和熱管理(液體冷卻)工程,特斯拉走上了務實的道路(其他一些公司當時開始使用新的軟包或棱柱形電池類型)。

1865型電池用於Roadster和Model S/Model X(包括更新款)。特斯拉這些電池的主要供應商是松下(來自日本)。

後來,特斯拉發現,最好使用更大的電池(每個電池的容量更高,電池數量更少),並針對電動汽車進行優化。這就是2170型圓柱電池大批量進入特斯拉Model 3/特斯拉Model Y以及儲能產品市場的原因。

2170 型最初由Panansonic在內華達州特斯拉 Gigafactory 1 生產(目前產量約為 38-39 GWh/年)。近年來,LG化學旗下的LG Energy Solution也成為特斯拉此類電池的供應商——在中國生產,主要為特斯拉上海超級工廠生產。

最新且迄今為止最大的圓柱形電池格式 4680 型已於今年進入市場。該單元的物理尺寸是 2170 型的 5 倍,可以進一步優化系統並引入一些新技術。然而,尺寸和新的解決方案使其生產具有挑戰性。這就是特斯拉在加州和德州開始自己的內部開發和生產的原因,並鼓勵包括Panasonic在內的供應商加快努力。

這是特斯拉在其電動汽車中使用的三種圓柱形電池類型,但還有第四種 – 棱柱形電池,用於 LFP 電池,由 CATL 提供。截至2022 年第一季度,幾乎一半的特斯拉汽車配備了方形磷酸鐵鋰電池。這是務實適應市場需求的另一個明顯例子,因為棱形磷酸鐵鋰電池是較便宜的入門級特斯拉車型的基礎。

特斯拉電池類型:

* 1865型(直徑18毫米,高65毫米)用途:Roadster(原版)、Model S、Model X

* 2170型(直徑21毫米,高70毫米)用途:Model 3、Model Y

* 4680型(直徑46毫米,高80毫米)用途:德克薩斯州製造的Model Y(將來還有德國的Model Y和新型號)

* 棱鏡用途:入門級 Model 3 和 Model Y

電池化學

特斯拉所有的動力電池都是鋰離子電池,但它們並不完全相同。有幾種主要的陰極化學物質,每種化學物質都經過了多年的發展。

特斯拉電動汽車的三種主要陰極類型:

* 鎳鈷鋁 (NCA)

* 鎳鈷錳(NCM)

* 磷酸鐵鋰(LFP)

前兩種——NCA 和 NCM——具有高能量密度,這使得它們適合用於特斯拉汽車的遠程版本。這兩種類型用於圓柱形電池(松下於 1865 年和 2170 年使用 NCA,LGES於 2170 年使用 NCM)。

LFP 是一種能量密度較低的類型。它不含任何鎳或鈷,這使得它更便宜。它非常適合入門級車型和儲能係統。特斯拉使用寧德時代的方形磷酸鐵鋰電池。

在最近的 2021 年影響報告中,特斯拉解釋說,“將繼續推進磷酸鐵鋰、富鎳和富錳正極的多元化正極戰略,以滿足汽車和儲能產品的各個細分市場,並根據原材料供應和定價提供未來的靈活性。”

特斯拉試圖增加NCA和NCM電池中的鎳含量並減少鈷含量,這將降低成本並提高能量密度(和續航里程)。然而,去除鈷並不容易,因為它關係到電池的安全性和壽命。

該公司還指出,未來幾年,其鈷的絕對需求將會增加,因為電池和汽車的產量增長預計將超過每塊電池的鈷總體削減率。

我們還必須記住,陰極並不是電池的唯一元件,所有元件都在不斷改進,包括陽極(矽與石墨含量)和電解質。

電池供應商

最後是電池供應商。最初,在很長一段時間裡,特斯拉的主要電池供應商恰好是松下——採用 NCA 化學成分的 1865 和 2170 型電池。但後來 LG Energy Solution(採用 NCM 化學技術的 2170 型電池)和 CATL(棱柱形 LFP 化學技術)也加入了這一行列。

最重要的是,特斯拉已經開始生產自己的電池——4680型電池,化學成分未公開(但很可能是高能量密度電池)。特斯拉的第100 萬塊電池於 1 月份在加利福尼亞州生產(一輛電動汽車可能需要大約 1,000 個這樣的電池)。

換句話說,我們可以看到多元化的進展:

* Panasonic:日本:1865型NCA(主要用途:Model S/Model X)美國(內華達州Gigafactory 1:2170型NCA(主要用途:加利福尼亞州的Model 3/Model Y)

* LG化學的LG Energy Solution:中國:2170型NCM(主要用途:MIC Model 3/Model Y和MIG Model Y)

* CATL:中國:棱柱型磷酸鐵鋰(主要用途:全球入門級Model 3/Model Y)

*特斯拉:加利福尼亞州/德克薩斯州:4680型,化學成分未公開(主要用途:德克薩斯州製造的Y型)

* 可能還有其他供應商和其他用例(供應商/電池格式/化學),但這些都是一般情況。

正如我們所看到的,電池話題已經變得相當複雜。特斯拉似乎在推進新型電池,但到目前為止並沒有放棄以前的電池(部分原因是缺乏電池製造能力以及為新電池重新設計產品的額外成本)。

只有時間才能證明 4680 型電池的最新分支將會有多快和成功。

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