焦點分析 | 自研電池出爐，特斯拉豪賭下一個十年

美國當地時間9月22日下午5點，特斯拉總部帕洛阿託的停車場內，停放着近百輛特斯拉汽車，車內乘員不時鳴笛，向對面舞台上發言的馬斯克致意。這是新冠疫情下，特斯拉的股東大會和電池日發佈會現場。

2003年成立至今，特斯拉已經售出超過百萬輛汽車，市值也登頂全球車企第一。但馬斯克加速世界向可持續能源轉變的宏大願景，顯然無法由此支撐。

在二季度的財報電話會上，馬斯克説，他的目標是隻要微薄利潤，從而讓更多人都能以低成本擁有電動汽車。而在今天的電池日發佈會上，馬斯克的承諾在進一步兑現。在特斯拉3.5萬美元的基礎售價之下，馬斯克表示，特斯拉售價將進一步下探，將在未來3年，推出2.5萬美元的電動汽車，生產汽車數量達到2000萬輛。而做到這一切的核心正是自研電池。

三大技術加持，特斯拉自研電池出爐

倍受期待的電池日結束後，特斯拉收盤價應聲跌落5%。有分析師表示，這是因為特斯拉此前預熱的100萬英里（160萬公里）循環壽命電池沒有如期發佈。

不同於計算機和製造工業，在電池這個進展緩慢的電化學技術體系內，變革者特斯拉的自研電池也沒有推出革命性的技術。但在正負極材料、生產製造工藝，以及電池尺寸、模組和Pack等結構設計上，特斯拉依然給出了可觀的改進方案。

特斯拉將從5大方面實現自研電池，集中在材料、工藝和設計三大領域，截圖自官網

首先在電池設計上，特斯拉自研電池的武器是是做大體積，將尺寸在此前的2170（21為直徑210mm，70為高度70mm）升級為4680。尺寸增加，容量和性能都隨之升級，據特斯拉現場公佈的信息，4680 電池能量密度較之前2170電池增加 5 倍，增加 16% 的續航能力，單芯容量是之前的6倍。

特斯拉“4680”自研電池的性能，截圖自官網

但電池尺寸增加會帶來一個難題。極耳是連接正負極材料到電池輸出端的關鍵零部件，如果電池尺寸加大，電流就必須通過過較長路徑(極耳-電極板-電極活性材料)進行傳輸，這會增加電芯的內阻，使電池充電時熱量高過。

簡而言之，電池尺寸加大，電阻增加，散熱量增加，從而影響電池壽命、安全性等。而採用無極耳的電芯，則可以降低電池內阻，解決電池充電發熱問題，並縮短充電時間。今年 5 月，特斯拉披露了“無極耳”電池專利，通過正負極集流體與蓋板/殼體直接連接，成倍增大電流傳導面積、縮短電流傳導距離，實現降低電池的內阻的目的。

電池結構圖解，截圖自官網直播

特斯拉在電池尺寸加大後，正是藉助無極耳技術，將電池性能提升，同時做到每千瓦時的成本降低14%。此前外媒 Eletrek曾報道，特斯拉正在弗裏蒙特建造一條電池試驗生產線，大批量生產無極耳電池。

而在生產製造工藝方面，特斯拉的乾電極技術沒有再雪藏，正式公佈於眾。2019 年2月，特斯拉宣佈以2.18 億美元溢價55%收購Maxwell。Maxwell 的核心技術包括乾電池電極技術和超級電容驅動的能源儲存業務。

但這次發佈會上，只有乾電技技術的應用發佈。特斯拉將應用乾電極技術對電極設計進行創新，公司將通過乾電極技術將粉狀的正負極材料壓實成膜，可以實現10倍的工序簡化。

在電池的組裝和定性等生產工藝上，特斯拉也將藉助一體化設計，實現連續性組裝，以及藉助電子系統，節省生產成本和程序。

電池設計、生產製造工藝之外，特斯拉也對正負極材料應用進行了改進。在電池正極上，馬斯克認為大量使用硅材料，會增加成本。

高昂的正極硅材料，截圖自官網

“硅會膨脹，同時硅和隔膜會凝結成凝膠狀，需要用氧化硅或者硅納米材料等材料來抑制膨脹。”馬斯克説，特斯拉將選用儲能效果好的生硅材料，重新開發電芯陽極，並通過增加彈性的離子聚合物塗層以穩定硅表面結構，提升電芯穩定性和安全性，“該技術可增加20%的續航里程，同時降低成本降低5%，到1.2美元/KWh。”

特斯拉將在北美建立正極生產工廠，並建立鋰轉換工廠。馬斯克説，鋰是全世界廣泛可用的資源，僅內華達州的鋰儲存量就能讓美國所有車輛變成電動車，目前公司已經獲得美國內華達州一個1萬英畝的鋰礦開採權。

而在電池負極上，特斯拉計劃的改良金屬成分配比，最終移除成本高昂、產量稀缺的鈷元素，向高鎳比例轉換，採用三分之二的鎳和三分之一的錳，同時採用新的塗層與摻雜物，將陰極成本下降15%。

經過材料、設計和工藝三大方向的改良，特斯拉自研電池的整體成本可下降56%，而從成本變化曲線來看，呈現出快速優化趨勢。在此基礎上，特斯拉2.5萬美元的車型應運而生，“2.5萬美元的車型會應用這些電池技術，我們要讓更多人買得起電動車。”

看向2030年，特斯拉的電池野望

電池是電動汽車的核心零部件之一，長期佔據電動汽車近一半BOM（物料）成本。不斷降低電池售價，也被視為電動車與燃油車行業抗衡的關鍵籌碼。

馬斯克也在本次電池發佈會上多次強調，特斯拉自主研發、生產電池的兩大宗旨：更低的成本，更高的能量密度和續航里程。

更何況，在馬斯克的規劃中，該公司將在3年後生產2000萬輛汽車。上海的特斯拉工廠是特斯拉唯一全資海外工廠，也被馬斯克寄予了百萬輛年產能的希望，如今，該工廠的年產能為15萬輛。德國柏林的工廠也正在拔地而起。

“我們要在全球每個大洲都設置工廠，至少一家。”馬斯克説，不斷增長的製造體系內，馬斯克對效率提出了明確要求，“我們要讓一輛車從訂購到交付的流程，越短越好，供應鏈越短越好。這對汽車公司非常重要，交付週期越短，支付週期越短，流動性越好。“

伴隨製造體系不斷壯大，特斯拉的產品矩陣也在形成，有高端車型Roadster、Model S和X，也有平價車型Model 3和Model Y，以及能量密集型車型Semi半掛卡車和皮卡Cybertruck。馬斯克在現場透露， 去年發佈的Cybertruck 目前訂單量超過 60 萬輛，“未來預計年銷量約為 25 萬-30 萬台。”

特斯拉2022和2030年自主生產電池需求量，截圖自官網

電池需求量不再是以GWh為單位，而是TWh，兩者差距1000倍。據特斯拉現場公佈的規劃，除了從松下、LG和寧德時代等合作方處採購，僅特斯拉自主生產的電池在2022年要達到100GWh，2030年是3TWh（3000GWh）。

“未來公司需要10TWh的電池，小型車/Robotaxi需要1500GWh，緊湊型、中檔車需要3500Gwh，豪華車、SUV需要900GWh，皮卡需要1100GWh，卡車3000GWh。”馬斯克説。這是什麼概念？2018年，特斯拉和松下在內華達州的生產線上，僅實現了 150GWh 的電池產能。

發佈會現場的Cybertruck、Semi

“即便我們的電池供應商（松下、LG、寧德時代等）全速前進，我們預計在2022年，依然會出現電池短缺，除非我們自己行動起來。”馬斯克在社交媒體上表示。

特斯拉的三大核心：製造、工程、軟件

特斯拉對自研電池的籌備，甚至比2016年開始自主研發芯片更早。早在2004年，鋰電池專家、前特斯拉 CTO JB Straubel 就已經組建電池團隊，在電化學上提前投入。

有從業十餘年汽車供應鏈高管告訴36氪，在特斯拉和松下的電池生產合作中，特斯拉已經強勢介入，掌握了電池原材料配方。LG化學向特斯拉中國工廠的供貨合作中，特斯拉也要求前者參照松下的電池CAP（電池帽）設計標準，以增加更多電芯容量。

“如果車價向上溢價出現困難，那麼向製造鏈條要利潤是必然選擇。”上述高管向36氪評論。而從全球電動汽車行業來看，身披智能化光環的特斯拉也不得不持續下探價格，才能攫取更多市場。在中國市場內，特斯拉的起售價已經從37萬元人民幣，通過本地化生產，降低至27萬元，而在歐洲，由於沒有本土生產體系支撐，特斯拉的銷量在7、8月份遭遇滑鐵盧，較去年下滑超70%。

價格下探，毛利空間收縮，對特斯拉的商業路徑是個考驗。36氪此前多次分析，特斯拉依靠智能化投入支撐品牌溢價，繼而大規模出貨，攤薄研發費用，實現盈利。但即便斬獲高達25%的整車毛利，在投入5%的研發和10%的渠道費用之後，特斯拉只能堪堪維持盈利。全球第一的科技公司市值背後，實際上難掩製造業利潤結構的尷尬。這是馬斯克高度介懷的。

“長遠來講，我認為傳統企業產業可能就不存在了。”馬斯克在發佈會問答環節直言，“可持續能源對環境更好，還能回饋給電網，可以將盈利能力兼得。”

馬斯克意猶未盡，再次補充道，“（可持續能源）的成本不是更高，而是會更低。”

因此，不難理解，即便如今三元鋰電池單芯的成本已經下降至0.7元每瓦時左右，特斯拉依然要向下榨取約20-30%的下探空間。這是特斯拉向化石能源的下一個進攻武器。

在製造工程工藝領域，馬斯克同樣投入了大量精力進行改良。

“原型車做起來很難，但是要實現批量化生產，這個難度是成百上千倍。”馬斯克説。特斯拉不光一直在嘗試工廠自動化，在量產車Model Y的車身設計上更是採用了一體化鑄造工藝，來簡化生產流程。如今，特斯拉已經開發出一種新的車身架構，將電池包設計為車身結構件，將電池包和車身前後部一體化成型，此結構帶來超高強度車身，同時車輛的重量分佈也更靠近中心，帶來更靈活的操控性。

特斯拉的電池生產工藝，截圖自官網

除了自研電池，實現整車利潤和產品競爭力的保障，特斯拉的自動駕駛算法也將重寫完成。

“我們不得不對整個自動駕駛軟件堆棧進行根本性的重寫……我們現在對3D視頻進行了標註，這與我們之前對單一的2D圖像進行標註時有巨大的不同。“馬斯克在現場表示，現在的算法基於標記整個視頻片段，同時拍攝所有的攝像頭，而不是2D圖片，這對神經網絡的算法有很大提升。

“特斯拉的核心競爭力在於製造技術、工藝工程以及軟件能力。”馬斯克在現場總結。向上推進智能化技術的不斷演進，向下掌控電動汽車的成本命脈，特斯拉推動世界向可持續能源轉變的願景在提速。

“對於特斯拉來説，我們不是一家慢慢來的公司，而是要加快一切我們的節奏。”電池日發佈會臨近尾聲，馬斯克説。