進展太慢馬斯克為特斯拉4680電池設定最後開發期限
特斯拉執行長馬斯克(Elon Musk)一直認為,電池技術的突破對於降低特斯拉汽車的成本並使其更加經濟實惠至關重要。為了加快4680電池的研發進度,馬斯克設定了年底的最後期限,並要求團隊解決技術難題並降低成本,這一系列動作表明他可能對當前進展的緩慢感到不滿。
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以下為翻譯內容:
2020年,馬斯克在停車場搭建的臨時舞台上,為普通消費者揭曉了一款售價僅25,000美元的電動車的宏偉計劃。該計畫的核心是一種具有多項創新特性的變革性新電池,馬斯克當時表示,這種電池有望及時完成研發,趕上2023年新車型的上市。
然而,特斯拉未能如預期實現這一目標,主要是因為新電池的開發和完善遇到了重大挑戰。今年2月,馬斯克突然宣布擱置這款25,000美元的汽車項目,轉而優先開發自動駕駛計程車。同時,馬斯克寄望的電池也面臨時間壓力。
據三位知情人士透露,馬斯克在今年5月要求4,680電池的開發團隊(這種圓柱形電池的直徑為46毫米,高度為80毫米。)在年底前降低成本,並擴大一項關鍵創新技術的應用。一位知情人士指出,馬斯克近幾個月一直在強調,針對可能導致電池結構坍塌的棘手技術難題,他希望看到解決方案。
兩位知情人士表示,他們未被告知,如果研發團隊未能在年底前達成目標,將會面臨何種後果。但他們都認為,如果不能按期完成,馬斯克可能會放棄公司內部擴大4,680電池生產的計劃,轉而主要依賴外部供應商提供這項技術。
這種策略的轉變將標誌著特斯拉在技術策略上的重大調整,因為它意味著特斯拉從依賴內部開發轉向外部採購。先前,馬斯克曾強調,這項技術對特斯拉的未來至關重要,必須由公司自主研發。他制定電池計畫的初衷與蘋果15年前開始為iPhone自主研發處理器的決策相似,後者的成功使蘋果在速度和電池性能方面達到了競爭對手難以匹敵的高度。
近期,馬斯克在另一家公司xAI中做出了類似的決策,決定內部化營運。據報道,xAI已經終止了與甲骨文就使用其雲端服務來運行人工智慧模型的談判,並計劃自建資料中心。
馬斯克在社群媒體平台X上的一則貼文中確認了這一消息:「甲骨文是一家偉大的公司,但當我們的命運取決於成為迄今為止速度最快的公司時,我們必須親自握住方向盤,而不是甘於坐在後座。
對特斯拉來說,馬斯克曾對利用電池技術提昇產品獨特性抱持極大熱情,但現在,他似乎更加熱衷於另一項技術——人工智慧。今年早些時候,他承諾將在8月8日的活動上推出無方向盤的自動駕駛出租車,該車將由特斯拉的“全自動駕駛”(FSD)軟體提供技術支持,但該活動已推遲至10月。
馬斯克近期對人形機器人擎天柱(Optimus)所代表的機會極力讚揚。今年6月,他甚至聲稱,這款機器人未來有可能讓特斯拉的估值達到25兆美元。
不過,與電池技術面臨的技術挑戰一樣,要完善這些產品中的人工智慧技術可能同樣困難重重。特斯拉已成功製造出4,680電池的一個版本,但未包括馬斯克所承諾的關鍵創新之一。然而事實證明,這種電池在首次應用於特斯拉的Model Y和Cybertruck時表現不佳,因此特斯拉已停止在Model Y中使用該電池。
特斯拉分析師喬丹·吉斯格(Jordan Giesige)指出,目前為止,這種傳統版本的4680電池在能量密度和續航里程上的表現僅與中檔傳統電池相當,未能實現馬斯克預測的顯著提升。
同時,外部供應商的電池價格大幅下降,從韓國LG和日本松下等公司購買電池變得更具吸引力。在這種背景下,馬斯克對特斯拉自研電池的看法也發生了轉變。
他不再把電池描述為區分特斯拉汽車的關鍵,而是完全改變了開發電池的初衷。今年4月,馬斯克和他的高級助理向分析師透露,4,680電池的研發最初只是為了「對沖」失控的電池價格,因為價格已經「瘋狂」地上漲。
“電池日”
在特斯拉麵臨挑戰的時期,馬斯克從他的宏大電池計畫中撤退。今年,該公司可能會自2010年以來首次出現年度銷量下滑。 4月,馬斯克解雇了特斯拉全球超過10%的員工。上週,一家市場研究公司報告稱,特斯拉今年第二季的美國電動車市場銷售份額首次跌破50%。
2020年9月,在特斯拉投資者和車主面前舉行的「電池日」(Battery Day)活動上,特斯拉的前景與如今大相逕庭。當時,該公司剛連續四個季度獲利,其他汽車製造商紛紛加速了自己的電動車計畫。馬斯克希望透過該活動展示特斯拉是如何讓競爭對手遠遠甩在身後的。
在特斯拉位於加州弗里蒙特的組裝廠停車場搭建的舞台上,馬斯克和時任特斯拉動力總成高級副總裁德魯·巴格利諾(Drew Baglino)為特斯拉及其他該公司製定了一份宏偉的路線圖,計劃用電動車取代全球10億輛燃油車。
對特斯拉而言,這意味著每年需要生產和銷售2,000萬輛電動車,這數字是當年銷量的約40倍。為了實現這一銷量,特斯拉需要推出一款幾乎所有人都能負擔得起的電動車,這是馬斯克從公司成立之初就懷抱的夢想。更重要的是,這款車還必須非常引人注目,以確保幾乎所有人不僅能負擔得起,還會想要擁有它。
為了製造這款售價25,000美元的汽車,馬斯克和巴格利諾指出,需要大幅降低電池成本,電池通常是電動車中最昂貴的零件,佔車輛成本的40%。為了實現這一目標,特斯拉必須掌控從採礦到完成電池組的每一個環節。
他們展示的幻燈片詳細介紹了特斯拉如何開發鎳和鋰的開採和精煉流程,使其更加經濟且環保。他們聲稱,新型4680電池體積是現有第二大圓柱形電動車電池2170的兩倍,後者為特斯拉Model Y和Model 3提供動力。新電池的能量密度是現有最佳傳統電池的五倍,功率是六倍,還能將行駛里程提高16%。
為了生產這種電池,馬斯克和巴格利諾指出,他們需要放棄製造電極的傳統方法,即陽極和陰極的生產。這兩個部分是鋰離子在電池中穿梭的捕集器,產生推動電動車前進的能量。電極的生產是整個過程中最污染、成本最高的環節之一。傳統的陰極製造方法需要使用有毒溶劑和長達100公尺的烤箱,耗能龐大,需要相當於飛機庫大小的工廠。
透過消除業界所稱的“濕式製程”,馬斯克表示,特斯拉有望將電池總成本降低15%。其他業內人士估計節省的成本可能達到30%。特斯拉計劃用一種更為創新的「乾法」電極製造方法來取代傳統的濕法。這項計畫得到了特斯拉在2019年收購的聖地牙哥新創公司Maxwell Technologies的支持,該公司開創了這項技術。
乾法過程依賴的設備較小,不需要有毒溶劑或烤箱。與此相比,特斯拉只需要一個相當於傳統濕式所需機庫十分之一的空間。
根據特斯拉的計算,如果採用乾電極技術,並結合馬斯克在「電池日」上描述的其他一系列創新,電池成本將降低56%,降至每千瓦時60美元以下。這一成本遠低於每千瓦時100美元,在這個門檻上,電動車的成本開始低於類似的燃油車型。
“電池日”上,馬斯克明確表示:“我們涉足電池行業並非為了好玩,而是因為它是電動汽車銷售快速增長的基本限制因素。”
這一消息在電動汽車行業引起了轟動。隨後,包括松下、LG、比克電池和億緯鋰能在內的多家電池製造商都表示,他們也將開發4,680電池的不同版本。此外,大眾、西門子和日本電池製造商旭化成(Asahi Kasei)也表示,他們將研發乾電極處理技術。
曾在Maxwell負責乾電極製程設計的特斯拉員工Hieu Duong,在離開特斯拉後,加入了一家名為AM Batteries的新創公司,繼續研究乾電極製程。
儘管如此,馬斯克對特斯拉的電池計劃提出了警告:儘管製造乾電極的過程“確實有效”,但目前的產量並不高。
“披薩麵團地獄”
10個月後,馬斯克所提到的挑戰變得更加明顯。
在2021年7月的季度財報電話會議上,當被問及特斯拉的進展時,馬斯克指出,公司在乾式電極生產過程中遇到了困難。工人們發現,乾粉嚴重損壞了生產設備。
在傳統的生產方法中,工人將石墨、鎳、鋰和鈷粉末與溶劑或水混合,製成漿液,然後均勻地塗抹在大型錫箔片上。之後,他們將塗有塗層的箔片通過傳送帶送入被稱為壓延機的巨大滾筒中,以均勻地壓平混合物。這些箔片最終成為電池中的兩個電極。
在乾式製程中,工人在沒有任何溶劑或水的情況下壓平粉末。在電池的陽極一側相對容易,因為它只涉及一種單一的、柔軟且具有一定延展性的材料——石墨。然而,製造陰極則非常棘手,因為它們是由鎳、鈷和鋰組成的,這些材料的粒子很容易聚集。一位電池公司執行長將製造乾陰極比喻為“在沒有雞蛋的情況下烘烤蛋糕”,雖然可以做到,但最終可能只是一堆碎屑。
馬斯克在描述特斯拉採用這種新生產方法所面臨的困難時使用了一個類比,他說,特斯拉的工人們發現,這種乾式生產的經驗就像是「壓扁非常硬的披薩麵團”,這不僅對設備造成了損害,還“使壓延機凹陷”。馬斯克雖然笑了,但他顯然感到沮喪。
此外,馬斯克也開始收回他在「電池日」活動中的一些言論,即乾式陰極對特斯拉成功至關重要的觀點。他承認,乾式方法將有助於降低成本,但他強調「它並非救世主」。
儘管如此,特斯拉似乎在某種程度上仍在取得進展。 2021年11月,馬斯克駕駛一輛由4,680電池供電的Cybertruck,在德州奧斯汀的Giga Texas工廠前的一群歡呼的觀眾面前亮相。這是首輛搭載4680電池的特斯拉車型。到2023年初,特斯拉的高級副總裁巴格利諾在一個財報電話會議上表示,該公司已能生產足夠的電池,每周可為1000輛車提供動力。
但是,特斯拉在生產4680電池時被曝出有偷工減料的情況。加州大學聖地牙哥分校的電池研究人員在對4680電池進行首次獨立拆解時發現,特斯拉僅在陽極使用了乾式塗層。知情人士透露,陰極仍採用傳統的濕式工藝,而這些電池是從特斯拉的外部供應商購買的。
其他研究者也發現了同樣的問題。 2023年7月,日本電池分析師竹下秀夫在對4680電池進行拆解時指出,其能量密度並不超過傳統電池,這意味著它無法提供更長的續航里程。竹下在他的報告中寫道:“所有為製造這些電池所付出的努力並未帶來任何性能上的優勢。”
在同月與分析師的交流中,巴格利諾也承認了這一點。他說:「我們還沒有整合矽或自家生產的陰極,這兩種技術在『電池日』上曾被提及,並且它們確實可以顯著提高能量密度和降低成本,但這是將來另一個。日’的話題。
相關高階主管紛紛離職
今年內部動盪使得人們對電池創新在特斯拉未來中的重要性產生了更多疑問。
目前尚不清楚4680電池在特斯拉中的困境是否促使馬斯克對25,000美元車型計劃踩下煞車。馬斯克尚未透露自動駕駛計程車是否會使用4,680電池,儘管分析師認為,由於作為計程車的自動駕駛車輛需要承受更多考驗,它可能會採用不同的傳統電池。
今年4月,在媒體洩漏了這個價值25,000美元汽車項目被擱置的消息後不久,負責4,680電池等事務的巴格利諾離開了特斯拉。根據特斯拉的組織結構圖,伯恩·埃格爾斯頓(Bonne Eggleston)已被提升為4680項目的高級主管,直接向馬斯克匯報。
這份報告後,特斯拉的股價開始下跌,在4月23日與華爾街分析師的電話會議前,股價已累計下跌14%。在那次電話會議中,馬斯克沒有承諾重啟低價汽車項目,而是表示將加速推出其他未具名的「平價」車型,並承諾在8月份分享更多關於這些車輛的信息,屆時特斯拉還計劃發布其自動駕駛計程車。
同時,特斯拉的車輛工程副總裁拉斯·莫拉維(Lars Moravy)也被馬斯克指派來協助監督4,680電池和乾式陰極的生產工作。他在公司第一季財報電話會議上向分析師表示,預計到年底,4,680電池的成本將低於供應商的預估。
現在,特斯拉的4680專案團隊面臨巨大壓力。知情人士透露,高層在5月給出了年底的最後期限,要求他們加快乾式塗層的開發進度,並確保電池成本至少與一家供應商的競爭性估價相當。
知情人士透露,4,680專案團隊的目標是在9月之前驗證其大量生產的工程方法在生產線上是否可行。但在此之前,馬斯克希望他們先解決一個常見問題,即電池的核心——纏繞成圓柱形後放入4680金屬罐的電極片——傾向於內塌,這種情況會嚴重損壞電池。
據知情人士透露,馬斯克已指示團隊在本月之前製造出一塊包含乾式陰極和防止核心塌陷解決方案的4680電池組,併計劃將其安裝在一輛Cybertruck上,以便在公眾面前展示。據悉,本月初,該團隊已成功製造出這種一次性電池。現在,他們面臨的挑戰是如何快速且大規模地生產包含這些修正措施的4,680電池。
儘管團隊中有些成員對能否在年底前達到這一目標表示懷疑,馬斯克似乎開始降低對重大電池技術突破的期望。
在上個月的特斯拉年度股東大會上,一位投資者詢問馬斯克,4,680電池是否會讓特斯拉的汽車更加經濟。馬斯克回答說,過去一年電池價格已大幅下降,現在,製造廉價電動車更依賴車輛的其他部分,而不再主要依賴電池。
“實現經濟性,現在更多地取決於汽車的其他部分,而不僅僅是電池組!”