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TSLA"電池日"前瞻:干電極技術助力突破"瓶頸" 規模化自產指日可待

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年06月29日  

財聯社(上海,編輯黃君芝)訊,受新冠疫情影響,萬眾矚目的TSLA"電池日"(BatteryDay)此前一直被迫延期。日前,TSLA終于宣布,2020年股東大會和"電池日"活動將于九月二十二日舉辦。這兩項活動將在TSLA加州廠舉辦,并且會有線上直播。


此次TSLA將帶來怎么樣的驚喜?一言以蔽之,據Tesmanian網站報道,本次"電池日"將以提高能量密度和降低成本為核心,Maxwell干電極技術和Roadrunner項目將成為當天的兩大亮點。


Maxwell干電極技術


大約在一年前,TSLA收購了麥克斯韋技術(MaxwellTechnologies),而其中一項重要的技術理由可以歸結為"原纖維化(Fibrilization)"。這供應了一種制造鋰電池的新方法,即干電池電極技術。


Maxwell的干電極工藝通過將混入活躍的負極或正極材料顆粒的PTFE(Teflon)原纖維化,形成負極或正極材料的自支撐膜(selfsupportingfilm)。而最關鍵的是,這項技術將使電池的負極和正極不使用溶劑。傳統的鋰電池制造需使用有粘合劑材料的溶劑,NMP(N甲基2吡咯烷酮,N-Methyl-2-pyrrolidone)是其中一種常見溶劑。溶劑有毒,必須小心回收,進行純化和再利用。而且要巨大、昂貴且復雜的電極涂覆機。


此外,在所有常見類型的鋰電池中,都普遍存在"第一次循環容量損失"的問題。具體而言,當電池充滿電解質且進行第一次充電時,正極材料的一些鋰離子會被負極、電解質和鋰離子之間的反應消耗掉。這種寄生反應形成SEI(SolidElectrolyteInterphase,固體電解質界面)。SEI是電池的重要組成部分,因為它可以防止電解質和負極中的碳反應。但問題在于,一旦進行第一次充電,在放電過程中從負極返回正極的鋰離子就會損失一些,結果就會導致"第一次循環容量損失"。


解決方法似乎很簡單,只需添加額外的鋰來彌補用于形成SEI的缺口部分。但值得注意的是,這里添加的鋰必須是鋰金屬,或者將鋰添加到負極的石墨中。但在有溶劑的情況下,鋰金屬和和混有鋰金屬的碳不能很好地彼此融合,通常都伴隨著煙霧、火苗和噪音等強烈反應。因此,該問題一直沒有得到很好的解決。然而,由于Maxwell供應的是一種干電極制造工藝,可以添加額外的鋰,這個問題就可以迎刃而解了。


綜上所示,Maxwell干電極技術不僅可以提高電池的性能,還可以大大降低TSLA的電池制造成本。這一點尤為重要,因為成本是制約TSLA上升的最大因素之一。此外,由于可以額外添加鋰,減少"第一次循環容量損失",電池容量和能量密度也將相應得到提高。


此前就有報道稱,TSLA將在"電池日"活動上公布其"百萬英里"電池的細節。據悉,"百萬英里"電池采用新一代"單晶"NMC532陰極和一種新的先進電解質,可以使電動汽車持續行駛100萬英里(約合161萬公里)。傳言TSLA打算將該電池率先用于2021年早些時候量產的Model3我國版上,隨后登陸北美等市場。


Roadrunner項目


在收購Maxwell六個月后,就有報道稱,TSLA正秘密推進自造電動項目"Roadrunner",計劃采用"用機器來制造機器"策略,從而大規模生產量量密度更高、價格更便宜的電池。今年六月,TSLA首席執行官埃隆·馬斯克(ElonMusk)證實了這一傳言,并稱"電池日"將包括參觀電池生產系統。


TSLA自造電池將使大批量電池生產相對便宜,而電動汽車獲得高額利潤成為可能。TSLA和松下的合作已經導致了行業領先的電池成本,但這家汽車制造商希望通過制造自己的電池來進一步降低成本。


TSLA的目標是,將每千瓦時鋰電池的成本降低到100美元以下,使電動汽車的售價在沒有任何補貼的情況下,將和汽油車輛的售價達到同一個水平線上。據悉,TSLA已經在Roadrunnersecret項目下測試了原型電池,這將于首先應用于汽車,最終用于固定的儲能產品。


此外,去年十月,TSLA還悄悄收購了加拿大電池制造設備和工程技術公司Hibar(海霸),此舉也意味著TSLA將正式開始自主生產電池。


最后,據專業的電動汽車行業網站Electrek報道,TSLA正在進行一項名為"Palladium"的改款計劃,內容還涉及建立新產線、以及ModelS、ModelX的外型變更。


不僅如此,Electrek還指出此次改款計劃也會換上新版電池模組及電動馬達,預料除了提升續航表現外,還會衍生出其他高性能版本車型,最快可在"電池日"活動中看出端倪。

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