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大众与特斯拉电池大战:同野心&不同路子

   日期:2021-03-23     浏览:2215    
核心提示:目前,大众汽车已做好磷酸铁锂、高锰、镍钴锰和固态电池的技术布局。大众汽车认为,未来汽车的动力电池的终极目标形态将会是固态电池。

“电能将成为大众汽车集团新的核心竞争力,也是集团平台战略不可或缺的一部分”。3月5日,大众集团CEO迪斯在PowerDay(电力日)上如此定调。

去年9月,电动化道路上的老对手特斯拉在BatteryDay(电池日)披露了很多信息,此次大众在年会之前先举办电力日,很难不让人将其定义为大众汽车和特斯拉之间的新battle。

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去年,马斯克在特斯拉电池日上,是这样表示的:“我们没有一辆能轻松负担起的汽车。这是我们将来将要拥有的东西。所以我们必须降低电池成本。”

为此,特斯拉专注于五个关键领域:电池设计、电池制造、负极材料、正极材料以及整车电池一体化。几乎重新设计了在电池制造过程中,从原材料到成品包装的所有关键步骤。

电池尺寸增加到4680、采用无极耳设计的电池,与目前松下提供的2170电池相比,能量提升了5倍,功率提升了6倍,续航里程提升了16%;

采用新的生硅材料制作电池,制造成本低至1美元/千瓦时,同时,续航里程将提高20%;

将正极材料生产过程进行精简,不仅减少了源头金属硫酸盐的生产,最终产品也不包括废水与不需要的副产品;

开发出不含钴的高镍阴极材料,最大化提升镍含量,同时采用新的涂层与掺杂物,将阴极成本下降15%;

重新设计电池包集成于汽车中,实现电芯与汽车设计一体化。

通过五个环节的融合,特斯拉预计实现电池生产成本下降56%、投资成本下降69%以及续航里程提升54%。

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时隔半年,大众电力日上,熟悉的“降本增效”思维再次出现。

不过,相比于特斯拉单一的电池技术发布,大众从电芯到技术路线,从研发到回收,从合作到建厂,从充电桩到免费充电,把降本理念延展到全供应链条,展现毫不避讳的野心。

迪斯坚定的表示:“我们的目标是确保在全球电池领域的领先地位。通过强化我们在欧洲、美国和中国的充电网络,我们将使充电变得像加油一样便捷。此外,我们还将出行和能源管理相结合。”

从大众整个规划版图来看,其电气化技术路线大致可以分成五个部分。

一,大规模采用标准电芯和实现集团内部协同效应,降低电池的生产工艺复杂性并大幅削减高达50%的电池成本;

二,整合价值链,强化与供应商的合作,使电池原材料回收率高达95%,并利用回收来的原材料支持新电池的生产制造;

三,在欧洲电池生产领域实现实质性增长,携手合作伙伴建设6座超级电池工厂;

四,拓展全球快速充电网络,到2025年,公司及其合作伙伴将在欧洲运营约18000个公共快速充电桩;

五,打造能源生态系统,能源管理将成为全新业务板块。

直播中,大众表示,集团的目标是逐步降低入门级电池组的电池成本,达到降幅50%,批量电池组的电池成本降幅达到30%。同时,“我们还将利用规模经济将电池系统的成本降低到每千瓦时100欧元下。”大众汽车集团管理董事会成员,集团技术负责人 Thomas Schmall说。

杀手锏不同:特斯拉的技术控与大众的规模论

特斯拉电池日的一大亮点:设计并推出的4680无极耳电池。

这款全新尺寸的4680无极耳电池,高度为80mm,直径为46mm。与传统锂电池相比,电池两端不再有凸起的极耳,故称之为无极耳电池。

据悉,此设计可显著降低发热量,解决高能量密度电芯的散热问题,并提高充放电峰值功率。最终使新电池的能量为过去的5倍,功率为过去的6倍,同时成本降低14%,续航里程提高16%。

此外,在阳极材料上,特斯拉选用了储能效果好的生硅材料,重新开发电芯阳极,并通过增加弹性的离子聚合物涂层以稳定硅表面结构,提升电芯稳定性和安全性。据悉,该技术可增加20%的续航里程,同时成本降低5%。

而在阴极材料方面,特斯拉开发出不含钴的高镍阴极材料,最大化提升镍含量,同时采用新的涂层与掺杂物,将阴极成本下降15%。

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如果说,去年特斯拉的BatteryDay关键词是技术控、无极耳电池、4680电池、无钴电池。

那么,今年大众的PowerDay关键词则是规模论、固体电池、标准电芯。

目前,大众汽车已做好磷酸铁锂、高锰、镍钴锰和固态电池的技术布局。大众汽车认为,未来汽车的动力电池的终极目标形态将会是固态电池。

大众的固态电池是什么样的?是将隔膜从多孔隙隔膜变为陶瓷隔膜,不使用液态电解质,负极由石墨变成锂金属,正极由三元材料变为正极金属材料,车辆续航从0-80%的充电时间可以缩短到12分钟。

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“规模化在电动汽车时代的重要性要大于其在燃油车时代的重要性。”

在迪斯看来,大部分的电动动力系统会使用相同的电池、电芯或电机,产品的差别在于产品是否具有成本优势、高标准、高质量以及全球规模。

生产层面:大众的合作扩建与特斯拉的自产克制

当汽车行业开始涌入科技玩家,越来越多的竞争者,让原本就拥挤的赛道变得越发残酷,该如何才能以最快的速度冲出包围?

特斯拉和大众选择了两条截然不同的道路。前者,在合作、建厂方面是惯于单打独斗保持独特性,在电池方面则以外采为主,自产为辅;后者是多方携手建厂达合作共赢,电池以自产为主,外采为辅。

先以后者来说,目前,大众汽车集团正全力扩充在欧洲的电池产能,以满足日益增长的电池需求。

Thomas Schmall谈到:“到2030年,我们希望携手合作伙伴在欧洲建立6座电池工厂,以确保电池供应。”新工厂建成投产后,每年共计可生产240千兆瓦时的电池。

据悉,6座电池工厂中的首座将是与Northvolt合作的电池厂,该工厂位于瑞典谢莱夫特奥,将用于生产高端电池。这一生产计划将于2023年开始,并将年产能逐步扩大至40GWh,这些产能将会主要用于该集团旗下豪华车型。

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此外,大众位于萨尔茨吉特的电池工厂将从2025年开始生产标准电芯,并在工艺、设计和化学成分方面开展研发创新。该工厂年产能也将达到40GWh。对这一生产计划的再次聚焦将提升集团规模经济,同时降低生产工艺复杂性。可再生能源将作为两家首批建成的超级工厂的电能来源。目前,大众汽车集团正在考虑其余4座工厂的潜在选址及合作伙伴事宜。

反观特斯拉,马斯克曾表示,希望推动所有交通工具实现电动化,电池是电动车的核心,占整车成本的30%-40%。但目前,特斯拉的电池依旧是主要靠外部采买,且由多家企业提供。

谈起特斯拉的电池工厂,也只有寥寥几家。据公开信息显示,一家是位于加州弗里蒙特的臭鼬工厂实验室,其建立了一条电池原型生产线;二是,正在柏林近郊勃兰登堡州格伦黑德建设超级工厂的特斯拉,在今年1月份也已获准可开始在附近建设电池生产工厂的准备工作;三是,在内华达州里诺附近的超级工厂,特斯拉与其合作伙伴松下共同大规模生产汽车电池和储能产品。

当前,汽车电动化正经历一个前所未有的窗口,大众是否有机会诞生自己的“特斯拉”,特斯拉是否有实力成为新时代的“大众”,先烈还是先驱,时间会告诉我们答案。

 
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