Tesla目前能在全球成長(zhǎng)中電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)中取得領(lǐng)導(dǎo)地位，很大程度與掌握獨(dú)一無(wú)二電動(dòng)車電池技術(shù)有關(guān)。在電動(dòng)車用鋰離子電池技術(shù)發(fā)展上，業(yè)界認(rèn)為最大挑戰(zhàn)在于如何平衡鋰電池生產(chǎn)面臨的三大挑戰(zhàn)，此即能量密度、成本以及循環(huán)壽命(cycle life)。即使Tesla在處理相同的電池三大挑戰(zhàn)平衡上，所采方式和其它電池電動(dòng)車制造商沒(méi)有兩樣，但Tesla在幾個(gè)關(guān)鍵要素表現(xiàn)上似乎仍有較佳的表現(xiàn)，讓Tesla電動(dòng)車電池技術(shù)能夠領(lǐng)先于當(dāng)前業(yè)界。

Tesla電動(dòng)車電池技術(shù)、管理優(yōu)勢(shì)在哪里

Tesla采用圓柱形電池作為其電動(dòng)車用電池規(guī)格，獨(dú)樹一格于當(dāng)前電動(dòng)車市場(chǎng)：采圓柱形電池可創(chuàng)造效能提升、彈性化以及成本控制等幾項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，這也是為何如今美國(guó)電動(dòng)皮卡車新創(chuàng)企業(yè)Rivian，在其電動(dòng)皮卡車用鋰電池上，同樣采圓柱形電池設(shè)計(jì)電池組的原因，只不過(guò)Rivian電動(dòng)皮卡車還沒(méi)步入量產(chǎn)階段，反觀Tesla電動(dòng)車早已達(dá)量產(chǎn)規(guī)模一陣子。

就圓柱形、方形以及袋式(pouch)電池來(lái)說(shuō)，圓柱形電池是最具生產(chǎn)成本效益的電池類型，亦即圓柱形電池每kWh的成本比其它類型電池的成本還低。

而Tesla為Model S/X以及Model 3所分別采用的Panasonic制造18650和21700圓柱形鋰電池，也都以金屬外層覆蓋作為支撐，并提供電池結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度。此外在高功率情況下，電流消耗以及功耗分配超過(guò)整個(gè)電池組，而非會(huì)集中在電池內(nèi)的某一部分。

Tesla為其電動(dòng)車電池組的電池溫度管理 設(shè)計(jì)液冷式熱管理系統(tǒng)

這與其它汽車制造商采取較具經(jīng)濟(jì)效益的空冷式技術(shù)有很大差異。借由調(diào)整電池組的溫度，Tesla能夠確保電池以最高效率、最優(yōu)化狀態(tài)運(yùn)行，從而最大化電池壽命以及效能表現(xiàn)。

因此，即使降低電池成本是加快電動(dòng)車市場(chǎng)成長(zhǎng)的重要因素，Tesla在其電池組采液冷式的熱管理技術(shù)上，為市場(chǎng)上對(duì)擁有更長(zhǎng)電池壽命以及長(zhǎng)期成本負(fù)擔(dān)性電動(dòng)車的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，提供了一個(gè)具體的解決方案。

Tesla很積極于設(shè)法為其鋰電池生產(chǎn)減少鈷的采用量

Model 3所搭載電池的鈷含量，確實(shí)已比其它業(yè)者的鋰電池鈷含量為低。對(duì)于Tesla這類美國(guó)業(yè)者來(lái)說(shuō)，要取得足夠供應(yīng)鏈鈷原料存在不少風(fēng)險(xiǎn)及不確定性，一方面鈷礦在全球的稀少性，一方面在取得鈷礦上也要考量是否存在童工開(kāi)采或類似不良勞動(dòng)情況開(kāi)采的道德問(wèn)題。考量這些因素，Tesla希望減少其電動(dòng)車鋰電池的鈷含量情有可原。

鈷主要在電池技術(shù)中被用在陰極，是所有可作為電池陰極材料中不論政治上或經(jīng)濟(jì)上取得成本皆是最高者。目前業(yè)界對(duì)于電池技術(shù)的共識(shí)顯示，如果電池沒(méi)有采用鈷原料，電池的結(jié)構(gòu)完整性和壽命就會(huì)打折扣。但近期有科學(xué)文獻(xiàn)表明，電池中更高的鎳含量會(huì)限制到鈷對(duì)電池的影響性，反而因此不再需要加入鈷在電池中。

實(shí)際上鎳在全球較容易開(kāi)采和取得，若鋰電池生產(chǎn)棄鈷采鎳，或有助降低生產(chǎn)成本，也能減少因經(jīng)濟(jì)因素導(dǎo)致的取得困難性。因此業(yè)界認(rèn)為，或許Tesla未來(lái)某天鋰電池生產(chǎn)也能不再需要鈷原料，如此Tesla就不用煩惱例如中美貿(mào)易戰(zhàn)持續(xù)延長(zhǎng)戰(zhàn)下，可能增加其鈷材料取得的任何風(fēng)險(xiǎn)及困難性。

技術(shù)和材料取得因素之外，Tesla在教育車主進(jìn)行適當(dāng)電動(dòng)車電池維護(hù)上相當(dāng)謹(jǐn)慎，特別是在不良充電習(xí)慣導(dǎo)致的負(fù)面影響上。例如若車主習(xí)慣讓其電動(dòng)車電池充電率長(zhǎng)時(shí)間維持在100%，就很容易導(dǎo)致電池迅速老化，如果業(yè)者能教育車主將充電狀態(tài)保持在最佳范圍內(nèi)，就有助延長(zhǎng)電池使用壽命。因此Tesla將與客戶傳達(dá)電動(dòng)車電池健康重要性，列為客戶購(gòu)買其電動(dòng)車的體驗(yàn)一環(huán)。

整體來(lái)看，Tesla仍持續(xù)開(kāi)發(fā)其電動(dòng)車更佳的新技術(shù)，對(duì)于電動(dòng)車電池技術(shù)的特別重視，也似乎帶給Tesla在拉大和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手差距上一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。或許其它電動(dòng)車制造商在未來(lái)可能也會(huì)嘗試跟進(jìn)Tesla的電池技術(shù)。

Gigafactory 1估2020年產(chǎn)能達(dá)滿載

在鋰電池生產(chǎn)上，目前Tesla主要在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州興建Gigafactory 1，與Panasonic合作生產(chǎn)車用鋰電池，這也是Panasonic全球產(chǎn)能規(guī)模最大的車用電池生產(chǎn)線，主要供應(yīng)Model 3之用，規(guī)劃滿載產(chǎn)能達(dá)到35GWh。DIGITIMES Research預(yù)估，現(xiàn)階段Tesla Gigafactory 1產(chǎn)能利用率約為73%，2020年將達(dá)滿載。

Gigafactory 1所規(guī)劃的35GWh滿載產(chǎn)能，相當(dāng)于可供應(yīng)50萬(wàn)輛電動(dòng)車，但至今產(chǎn)能利用率仍未達(dá)滿載。而在Panasonic對(duì)旗下車用電池客戶出貨量比重上，2017~2021年對(duì)應(yīng)Tesla車款比重皆將達(dá)67~71%，即使近期Panasonic有增加提供豐田汽車(Toyota Motor)所需電池產(chǎn)能，但因Tesla電動(dòng)車所需電池?cái)?shù)量以及容量更高，因此預(yù)估到了2021年，Tesla仍會(huì)是Panasonic電池事業(yè)部最大電池供貨客戶。

Maxwell乾電極技術(shù)導(dǎo)入 Tesla自產(chǎn)電池可期

雖然目前Tesla仍是和Panasonic維持電池供貨合作關(guān)系，但一直以來(lái)均有傳出Tesla可能增加其它供應(yīng)伙伴、甚至自行生產(chǎn)的消息，5月底Tesla正式完成收購(gòu)美國(guó)加州能源儲(chǔ)存技術(shù)新創(chuàng)企業(yè)Maxwell Technologies，正式取得Maxwell超電容器以及乾電極技術(shù)。Tesla執(zhí)行長(zhǎng)Elon Musk日前也證實(shí)，Tesla正準(zhǔn)備采用Maxwell電池技術(shù)生產(chǎn)自有電池，甚至不排除在未來(lái)也投入電池用礦材采集行列。

Musk認(rèn)為，將Maxwell技術(shù)集成至Tesla電池生產(chǎn)相當(dāng)具戰(zhàn)略意義，因?yàn)镸axwell電池技術(shù)對(duì)于降低電池生產(chǎn)成本和擴(kuò)大電池生產(chǎn)規(guī)模有很大助益。外界認(rèn)為Tesla最終走向自行生產(chǎn)自用電動(dòng)車鋰電池的機(jī)會(huì)相當(dāng)高，這意味未來(lái)可能減少、甚至完全不與Panasonic等電池供應(yīng)商合作的機(jī)會(huì)。目前Tesla在自有最新第三代自駕計(jì)算機(jī)研發(fā)上已是自行設(shè)計(jì)。

Tesla希望掌握自有電池產(chǎn)能情有可原，如Musk認(rèn)為若能掌握自有電池從上游開(kāi)采原料到下游制造的所有產(chǎn)能，就不用受限于要和供應(yīng)鏈洽談配合電動(dòng)車量產(chǎn)所耗費(fèi)的成本，也可減少礦石原料取得的不確定性和任何潛在風(fēng)險(xiǎn)。

加上Tesla和Panasonic在4月曾就供貨問(wèn)題出現(xiàn)公開(kāi)爭(zhēng)議，Musk認(rèn)為Model 3產(chǎn)量下滑是Gigafactory 1電池產(chǎn)能不足所導(dǎo)致，但Panasonic方面不認(rèn)同這項(xiàng)說(shuō)法，Panasonic社長(zhǎng)津賀一宏5月中也指出，以目前Panasonic電池生產(chǎn)規(guī)模，若Tesla在2020年開(kāi)始生產(chǎn)Model Y及擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模，可能跟不上Tesla擴(kuò)大量產(chǎn)需求。不過(guò)津賀一宏也稱Gigafactory 1不久的將來(lái)應(yīng)會(huì)改善效率，特別在Panasonic高速產(chǎn)線獲得進(jìn)一步升級(jí)后。

Maxwell電池技術(shù)上，此前Maxwell宣稱其乾電極技術(shù)比起濕電極技術(shù)，可減少10~20%成本，并可提高電池能量密度。外界普遍預(yù)估若Tesla采用Maxwell電池技術(shù)，可讓電池密度提升至300Wh/kg，并讓Premium版Model 3一次充飽電力續(xù)航里程，從約523公里(325英里)增加至約603公里，且無(wú)需增加成本。目前Tesla的2170電池的能量密度約260Wh/kg。

Maxwell也稱未來(lái)其電池技術(shù)還可能將電池能量密度提升至500Wh/kg，以及增加電池放電與充電循環(huán)的壽命達(dá)1倍。