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特斯拉转向研发无钴电池,或将降低成本

来源:【TRD拓尔德】 发布日期:2020-09-01 分享 加入收藏 关注:564

为何并不是所有人都开电动汽车?其中一个重要原因是价格。假如将电动汽车与同样规格的内燃机车(ICE)相比,会发现前者比后者至少要贵10000-15000英镑。尽管电动汽车在购买后使用时会便宜得多,但不可否认的是,高额的初始溢价对早期广泛采用电动汽车是一个相当大的抑制因素。


虽然这些额外支出中有一部分是由于企业试图收回所涉及新技术的开发成本,但绝大部分来自一个因素——可充电电池的高昂价格。这就是为何特斯拉最近在电池领域取得的一些进展是其迄今为止最重要的进展,而最重要的是它不再使用钴。


为了更好地理解这一点,大家来举个例子。在英国,特斯拉ModelSLongRange起价为77980英镑。这款车的续航里程为379英里,而plus版本的续航里程为402英里(647公里)。


但为了达到这些高数字,ModelS要配置100千瓦时的锂离子电池。特斯拉没有公开说明ModelS的价格中有多少来自这些电池,但你可以通过购买二手特斯拉电池看看它的价格来大致了解,一个5.3千瓦时的电池组含税价格为1440英镑(约合人民币1.3万元)。


目前的ModelS要19个这种电池组才能达到100千瓦时的容量。假如你把单价乘起来,总共是27360英镑(约合人民币24万元)。换句话说,特斯拉ModelS超过三分之一的价格可能仅仅是电池的成本。更普通的入门级电动汽车现在仍然至少有40千瓦时(比如日产的基本款聆风),而且大多数都有50千瓦时或更多。



因此,大多数电动汽车仅电池一项就超过了10000英镑,这就很好地说明了为何它们如此昂贵。彭博新能源财经证实了这些计算,预计2020年电池成本将占电动汽车成本的30%。相比之下,一辆内燃机车只要一个金属盒子来装燃料。


回到特斯拉最近的一些消息。该企业在不使用钴的可充电电池技术上下了很大的赌注。钴是锂离子电池如此昂贵的重要原因之一。它也充满了政治问题,因为采矿可能在冲突地区,如刚果,它的生产被认为是相当污染环境。但使用钴是因为它能供应电池所需的能量密度,使电池每次充电能持续数百英里。


几个月前,有消息透露,特斯拉正在与宁德时代新能源企业(CATL)合作研发磷酸铁锂(LFp)电池,这可能是真正的游戏规则改变者。LFp电池不使用钴,并且有推至低于每千瓦时100美金(批发价)的神奇趋势,这个价格被认为是电动汽车比内燃机车便宜的门槛。


据彭博新能源财经能源存储部门主管詹皇·弗里斯(JamesFrith)称,电池每千瓦时的价格在2010年一度超过1000美金(约合人民币7000元),2015年为381美金(约合人民币2670元),现在约为147美金(约合人民币1030元)。弗里斯估计LFp电池将在2023或2024年达到每千瓦时100美金(约合人民币700元),到2030年仅为61美金(约合人民币427元)。


特斯拉最近还获得了阴极技术的专利,这大大提高了充电循环次数。目前的锂离子电池技术允许1000到1500次的充电,看起来似乎不多,但你不可能像手机相同每天给汽车充电,而且智能管理将在不同的电池间分配充电周期。你只要每周左右为一辆电动汽车充一次电,这意味着1500次充电可以持续25年。


由杰夫·达恩(JeffDahn)领导的特斯拉电池团队获得了特斯拉新技术的专利,这项技术可以将充电周期提高到近4000次,假如一周充一次电,大约75年——因此才有了所谓的百万英里电池。


最近,由杰夫·达恩领导的特斯拉团队申请了一些新的金属锂/阳极电池专利,这可以大幅提高能量密度,从而大幅降低成本。假如这些技术在商业上可行的话,将会给电池的耐用性和价格带来革命性的变化。


日产的一位前高级研究员正在开发另一种即将问世的技术,叫做全聚合物电池,他声称这种技术可以将目前的价格降低90%。


这些进展在未来也可能不会发生,但无钴磷酸铁锂离子电池现在已经出现了。在获得政府批准后,特斯拉将在其我国版Model3中使用LFp作为电池。据估计,使用LFp电池可使制造成本降低15%-20%。


考虑到电池在汽车成本中所占的比例,电动汽车只比内燃机车贵10%,而不是30%,这很容易在拥有电动汽车一到两年的时间里重新获得更便宜的运行成本。这也将使电动汽车比燃料动力电池技术有更大的领先优势,而氢能源则不大可能成为电动汽车的未来。


电动汽车不仅比内燃机车更环保、运行成本更低,而且购买成本也更低的时代正在迅速到来,而不含钴的电池是朝着这个方向迈出的关键一步。这就是为何特斯拉转向低能耗汽车如此重要的原因——这可能是对化石燃料汽车的致命一击。


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