車東西（公眾號：chedongxi）
文 | 車東西團隊
特斯拉又放大招了！這次是電池。
就在北京時間今天凌晨4點45分，推遲小半年的特斯拉電池日活動終于在美國召開了。
特斯拉CEO馬斯克在現場發布了特斯拉車型的第三代電池——4680電芯（官方沒有給名字，按照行業規則看就是這個名字），單體能量提升了5倍，輸出功率提升了6倍。
再配合著CTC（電芯直接裝入底盤）技術，新電芯整體能讓電動車的續航提升54%。
▲特斯拉展示的新款電芯
按照這個數據，也就是說能讓Model 3長續航版的NEDC續航從668公里升至1000公里以上。
為了達到這個目標，特斯拉從電芯的結構和材料上，都進行了革新——采用了更大的外形（直徑46mm，高度80mm）、內部取消了極耳、用硅基材料替代了碳基負極，并進一步降低了正極鈷元素的含量。
特斯拉要做的，并不僅僅是提升電池的性能。上述改進結構、優化材料和裝配工藝的做法，同時還降低了電池的成本。
▲電池日活動現場（圖源推特博主@GER_RD_）
再加上優化礦物開采和提煉流程、用自動化設備改進電芯制造工藝、開發電池回收技術等，特斯拉還將電池的度電成本（即每度電的價格）降低了56%。
當然，這個新電芯看似很美好，但其實里面部分技術還處于研究階段，比如硅基負極目前還是一個行業難題。所以特斯拉這次公布的技術，離量產還有距離。
▲馬斯克表示2022年后才能量產
美國時間9月22日（活動當日），特斯拉股價全天內都處于小幅波動狀態，截至收盤特斯拉股價下跌5.6%，收于424.23美元（約合2876元人民幣），市值3953億美元（2.68萬億元人民幣）。電池日活動在當天美股收盤后進行，截止發稿前，盤后交易中特斯拉股價已經下跌6.89%。
電芯之外，馬斯克在現場還公布了兩款新車的信息，一個是起售價2.5萬美元（約合16.9萬人民幣）的入門級車型，但目前尚未確定名稱。另一個是Model S的性能版車型Model S Plaid。
▲ Plaid車型已經可以預定
該車搭載三臺電機最大功率1100馬力，0~96公里/小時加速時間小于2秒，性能簡直“喪心病狂”，并且還能實現超過800公里的續航（未指明哪種標準），美國起售價13.449萬美元（約合91.16萬元人民幣）。
從今天的發布來看，特斯拉已經證明，垂直整合才能在電動車時代獲得真正的成功。
提升續航一事看似簡單，但其實是一個系統工程。既要在電芯結構設計、正負極材料上下功夫，同時還需要上游的采礦提煉、下游的整車裝配上進行協同才能實現。
當今全球，能夠造出電動車的玩家不少。但能夠擁有這種垂直整合和研發能力的玩家，恐怕還真只有特斯拉一家。也就是說，特斯拉在未來一定時間內，仍然將遙遙領先。
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一、馬斯克述職：特斯拉是可行駛的筆記本電腦
毫無懸念，特斯拉的活動果然難以按時舉行。
不僅從4月份推遲到了9月份，還從今年凌晨4：15推遲到了4：30，并最終在4：40之后才真正開始。
雖然活動的會場放在了特斯拉弗里蒙特會場，是一個線下活動，但有趣的是臺下看不到任何人類，聽講的都是特斯拉Model 3。
哦不，是坐在Model 3里的觀眾。
▲電池日活動現場，觀眾都坐在Model 3車內（圖源推特@Gfilche）
這種形式不僅能防止疫情，還能給每位觀眾安排一個空調房，確實有想法。
會議伊始，特斯拉的女董事長Robyn Denholm首先做了歡迎致辭，然后又邀請股東對涉及監事會、營銷等主題的四項提案進行了投票。
隨后，身著T恤的馬斯克走到臺前。場下沒有了常見的歡呼聲，轉而變成了一陣陣汽車鳴笛聲。
馬斯克則春風得意笑容滿面，他首先回顧了特斯拉此前取得了一些關鍵成就——當著股東的面做述職報告。
首先被點名的當然是中國市場。
他表示，特斯拉上海工廠15個月內建成投產非常厲害，并表示特斯拉中國是中國唯一一個獨資車企，這是一個非常重要的事實。眼下上海工廠正在修建二期工程，未來希望能實現年產100萬臺的目標。
▲馬斯克點贊特斯拉中國團隊
在交付量方面，面對去年全球主要汽車品牌銷量出現下滑趨勢，特斯拉創下了50%交付量的增長。今年以來，受新冠肺炎疫情影響，特斯拉還是創下了30%～40%的增長。
此外，特斯拉的供應鏈也在逐漸完善。馬斯克說道，從顧客訂購到交付，時間點非常重要，因此需要供應鏈不斷完善，從零部件生產到交付客戶的時間越短越好。這樣一來，公司的流動性就會大大提升。
為此，特斯拉要做的就是縮短供應鏈，即在中國上海、德國的柏林、美國德克薩斯新建整車廠，讓零部件能夠就近運輸到工廠，就近生產，就近交付車輛，特斯拉的目標是未來在地球的每一個大洲都擁有一座工廠。
基于銷量的增長和供應鏈的完善，特斯拉也獲得了不錯的財務表現。2019年三季度開始，已經連續4個季度盈利。
▲特斯拉連續四個季度實現盈利
2019年，特斯拉開始量產Model Y車型。在馬斯克眼中，造車過程中最難的一個環節就是量產，如果要將炫酷的科技實現量產，那更是難上加難。
基于這些成績，馬斯克現場講起了大話，“在過去100年中，特斯拉是美國唯一一家既實現了量產，又能實現可持續利潤的公司。”
眼下傳統車企能夠盈利的大有人在，馬斯克說出這種話明顯有些飄了。
隨后，馬斯克稱特斯拉尤其重視軟件技術，每一輛特斯拉都可以看作是一臺行駛在車輪上的筆記本電腦。在過去幾年，特斯拉對自動駕駛軟件進行重寫，使用視覺傳感器建立3D模型。同時，也建立了大量標簽化的物體，不斷優化自動駕駛體驗。
Autopilot系統也大幅提升了安全性，目前在美國用Autopilot系統行駛，每百萬英里有0.3次事故，而普通車型是2.1次每百萬英里。
二、4680電芯面世 性能提升成本卻降低一半
在一個小時的股東會議和年度總結后，馬斯克終于放出了自己的大招——4680電芯。
這款電池的單體電芯的能量提升了5倍，輸出功率提升6倍，配合著新的裝配工藝，可以讓電動車續航提升54%，每千瓦時電池價格下降56％，生產成本降低69％。
這是如何做到的？特斯拉在電芯設計、正極材料、負極材料、電芯生產流程，還有裝車工藝五個部分進行了改進。
在電芯設計方面，新電芯的直徑為46mm，長度為80mm（按照行業規則應叫4680電芯），尺寸比2170電芯大了一倍。
大電芯的好處是能量增加5倍，輸出功率提升6倍。但也存在內阻增加，發熱增加的問題。為此，特斯拉采用了無極耳的設計，電流的流通距離更短，減少了內阻和發熱問題。
▲電流流經的部分為極耳
▲特斯拉新款電芯內部無極耳
負極材料方面，此前電池負極都采用的碳基材料，而硅基材料相比于碳容量更大，理論上是最合適的負極材料，但硅基材料在充電之后將會膨脹4倍，同時還會和隔膜凝結成凝膠狀，難以量產。
特斯拉采用高彈性的材料，直接將其涂抹到負極上形成覆膜來解決這一問題。
▲特斯拉用覆膜的形式來實現硅基負極
正極材料上，馬斯克認為鋰元素和鎳元素的重要性都很明顯，鎳元素的能量密度更高但同時成本更低，高鎳未來將會是重要的技術方向，同時也將降低對鈷元素的依賴，一旦能夠將鈷減少到零，可使正極成本降低15%。
生產方面，特斯拉著重講到了干電極技術。
生產時先對電極進行濕法處理，然后再將引入到干電極技術，具體流程是將粉末狀的材料壓成膜，然后進行干電極涂層，這一加工過程的工藝也比較復雜，目前特斯拉還未實現量產。但好處是采用這一技術后，電池生產操作難度也降低了10倍。
▲干電極生產過程
▲特斯拉自動化電芯產線
裝配方面，馬斯克表示，就像飛機的結構燃料箱位于機翼中一樣，特斯拉的電芯也將直接裝入底盤，成為車輛底盤的一部分（即CTC技術）。
這個技術首先是要用先進的一體沖壓技術來做出車身，然后再將電芯裝入車輛中部。特斯拉表示，這種裝配工藝在保持容量不變的情況下，能夠省掉370個車身零部件，減輕10%的車身重量，同時還電池更接近車身中心，能夠更好平衡車身，提升穩定性。
▲特斯拉新電芯可直接裝入底盤
上述做法除了能提升電池和整車的續航表現外，另外一個重要目的降低成本。
上述采用更大的尺寸，取消極耳、減少正極的鈷元素、優化生產工藝等做法，都能夠降低物料和生產制造成本。
▲特斯拉的電池回收體系
與此同時，特斯拉還在礦物開采和提煉上進行了優化，減少了生產過程中的消耗。建立了電池回收體系，回收各種貴金屬重復使用。
通過這一系列做法，特斯拉最終才將新電芯的成本，降低了56%。
三、兩款新車亮相 入門車型售價不到17萬
活動現場，馬斯克還透露了兩款新車的信息。
馬斯克宣布，特斯拉將新推出一款2.5萬美元（約合16.9萬元人民幣）的入門級純電動車，比現售特斯拉入門級車型Model 3標準續航升級版的補貼后售價還要低1.3萬美元（約合8.8萬元人民幣）左右，目前這款車型的名稱還沒有確定。
同時，特斯拉Model S也更新了一款Plaid車型，定位比此前的高性能版更高。新款Model S Plaid車型0～60英里（約合0～96km/h）加速時間小于2秒，1/4英里（400米）加速小于9秒，采用三電機全輪驅動，最大功率高于1100馬力，極速超過200mph（約合321.9km/h）。Model S Plaid毫無疑問成為特斯拉性能最強的四門轎車。
▲Model S Plaid車型
在這樣強悍的動力下，Model S Plaid車型的續航估計值約為520英里（約合836.8公里）以上，未指明測試標準，成為續航最強的特斯拉車型。
馬斯克介紹，Model S Plaid在美國Laguna Seca賽道的單圈時間為1:30.3，這一成績已經打破這一賽道所有四門車型的記錄。
在特斯拉中國官網，Model S Plaid車型的續航預估值為840公里以上，最高時速為320km/h，百公里加速小于2.1秒，售價為117.49萬元，交付時間預計在2021年末。
新車發布結束后，活動進入問答環節，馬斯克回答了在現場車內乘坐觀眾和線上觀眾提出的問題。
關于特斯拉德國柏林工廠建成后的情況，馬斯克已經確定未來將在柏林工廠制造電芯產品。
▲Cybertruck
去年，特斯拉正式發布了Cybertruck皮卡，這款皮卡車型非常適合野外使用，有現場聽眾問是否能為Cybertruck皮卡添加車內空氣調節，如果在車內過夜也沒有問題。
另外，Cybertruck皮卡在量產時，銷往美國以外地區的車型尺寸會略小，美國作為全球最大的皮卡市場，Cybertruck皮卡的尺寸會更大。
結語：垂直整合才是車企絕招
看完整個發布會，車東西有兩個感受。
一是特斯拉這個產品是展示技術愿景，暫時不會對行業產生大的影響。
能將整車續航提升54%，特斯拉發布的新電池確實給人了不少的驚喜和期待。但也需要注意，這個電池里一些關鍵技術，比如硅基負極仍然處于研發階段，還無法量產。
所以馬斯克這次的發布，與去年發布FSD芯片相比，更像是畫了一個餅——展現了未來的技術實力，暫時對行業不會有太大的影響。
同時像是寧德時代等玩家，也已經在研發CTC、硅基負極等技術，待量產時特斯拉的新電池是否領先也還需要打個問號。
第二呢，則是特斯拉展現出了極強的垂直整合能力。
為了提升續航，降低成本，特斯拉從上游的采礦提煉，到中游的電芯研發制造，以及下游的整車裝配上，全部予以了優化和提升，最終才實現了這一目標。
電動汽車仍然屬于新品類，各項技術仍然有發展的空間。這也就是說，單純依托供應商模式進行整合生產，其實很難進行系統性或者說根本性的創新與競爭力提升。
想要在這個行業拔得頭籌，車企一定要深入到軟件和電驅動系統的底層進行研發，對上下游進行整合，才能獲得關鍵的技術進步。
目前，全球除了特斯拉，還看不到有第二個玩家具備這樣的實力。
