Китайская Tesla Model 3 получит в 2021 году аккумуляторы нового поколения

21 мая 2020

Илон Маск намеревается обрушить цены на аккумуляторы за счет инноваций и роста производства

Компания Илона Маска Tesla Inc. планирует представить в конце нынешнего или в начале следующего года принципиально новую недорогую аккумуляторную батарею с длительным сроком службы для седана Model 3 в Китае, что, как ожидается, приведет к снижению стоимости электромобилей Tesla практически до уровня бензиновых автомобилей (ICE), а также позволит успешно использовать бывшие в эксплуатации аккумуляторы по второму и даже третьему жизненным циклам.

В течение нескольких последних месяцев CEO Tesla Inc. Илон Маск дразнил ожидания инвесторов и конкурентов, обещая продемонстрировать значительные достижения в области аккумуляторных технологий во время «Дня батарей» в конце мая нынешнего года.
Люди, знакомые с планами Маска, рассказали агентству Reuters, что новые недорогие аккумуляторы с ресурсом, рассчитанным на пробег электромобиля в миллион миль (1,6 млн км!), которые должны позволить моделям Tesla стать прибыльными, достигнув ценового паритета с бензиновыми ICE, однако, выступают лишь частью повестки дня для Илона Маска.

Инсайдеры рассказали, что при наличии глобального парка более чем в миллион электромобилей, которые смогут подключаться к энергетической сети и делиться с ней энергией (т.н. система V2G – авт.), целью Tesla станет достижение статуса не только производственной, но и энергетической компании, конкурирующей с такими традиционными поставщиками энергии, как, например, Pacific Gas & Electric и Tokyo Electric Power.

Новая «миллионномильная» батарея была разработана в R&D центре Tesla совместно с Китайской компанией современных технологий Amperex и использует инновационную технологию, разработанную Tesla в сотрудничестве с командой академических ученых, специализирующихся в области литий-ионных аккумуляторов, нанятых Маском.

В конце концов, улучшенные версии аккумуляторной батареи с большей удельной плотностью энергии и увеличенной общей емкостью и при этом с более низкой стоимостью, найдет применение на всех транспортных средствах, выпускаемых Tesla и представленных на других рынках, включая Северную Америку.

О планах Tesla по запуску новой батареи именно в Китае и о стратегии ее более широкого внедрения ранее не сообщалось. Пресс-служба Tesla Inc. пока от комментариев отказалась.

По словам инсайдеров, новые батареи Tesla будут включать такие инновации как новый химический состав аккумуляторных ячеек с низким содержанием кобальта или вообще без него, а также использование химических добавок, материалов и покрытий, которые уменьшат внутреннее сопротивление и позволят аккумуляторам хранить больше энергии в течение более длительных периодов времени.

Кроме того, Tesla планирует внедрить новые высокоскоростные и высокоавтоматизированные процессы производства аккумуляторных батарей, предназначенные для сокращения затрат на рабочую силу и увеличения выхода продукции на огромных «терафабриках», примерно в 30 раз превышающих нынешнюю гигантскую Gigafactory Nevada – стратегия озвученная в конце апреля Маском.

Компания Tesla Inc. работает над технологиями рециклинга и повторного оборота таких дорогих металлов, как никель, кобальт и литий, через свою дочернюю компанию Redwood Materials, а также над новыми приложениями аккумуляторных батарей в их «второй жизни», например, в буферных системах хранения энергии, таких как накопительная аккумуляторная станция Tesla, построенная в Южной Австралии в 2017 году. В перспективе Tesla хочет войти в сегмент поставщиков электроэнергии для частных хозяйств и предприятий, но не представил подробностей.
Агентство Reuters сообщало в феврале, что Tesla вела предварительные переговоры об использовании литий-железо-фосфатных батарей разработки компании CATL, в которых не используется кобальт – самый дорогой металл в конструкции АКБ современных электромобилей.
В CATL также был разработан более простой и менее дорогой способ монтажа элементов аккумуляторной батареи, называемый cell-to-pack, который исключает промежуточный этап соединения аккумуляторных ячеек. Ожидается, что Tesla будет использовать эту передовую технологию для снижения массы и стоимости аккумуляторной батареи.

Источники сообщили, что CATL также планирует со следующего года поставлять китайскому филиалу Tesla в Шанхае улучшенную долговечную никель-марганцево-кобальтовую батарею, катод которой содержит 50% никеля и только 20% кобальта.
Пока что Tesla совместно с Panasonic производит никель-кобальто-алюминиевые аккумуляторы на Gigafactory Nevada, а также покупает аккумуляторные батареи NMC у компании LG Chem для своего китайского завода Gigafactory Shanghai. В компании Panasonic от комментариев также отказались.

Вместе взятые достижения в области аккумуляторных технологий, стратегии расширения приложений для электромобиля (V2G и проч.) и огромная работа по автоматизации производства нацелены на одну и ту же цель: коренной перелом в финансовой стороне электромобилизации, которая до сих была принципиально ограничена для большинства потребителей слишком высокой ценой электромобиля по сравнению с традиционным автомобилем (ICE) с ДВС на углеводородном топливе.

Илон Маск рассказал инвесторам в январе: «Мы должны по-настоящему убедиться в том, что добьемся достаточно кардинального роста производства батарей и продолжить борьбу за снижение удельной стоимости кВт•ч – что очень важно и крайне сложно. Мы должны масштабировать производство аккумуляторных батарей до сумасшедших уровней, которые люди даже не могут представить сегодня».
Недавно Tesla Inc. отчиталась об операционной прибыли в течение трех кварталов подряд, что привело к почти что удвоению стоимости ее акций в этом году. Тем не менее, амбициозные планы Маска по расширению деятельсноти Tesla Inc. зависят от значительного увеличения как прибыли, так и объема продаж.

Ряд технических достижений Tesla и CATL в области химии и конструкции аккумуляторов был сгенерирован в небольшой исследовательской лаборатории в университете Далхаузи в Галифаксе (штат Новая Шотландия). Эта лаборатория работает с 1996 года во главе с Джеффом Даном – одним из первопроходцев в области разработки литий-ионных аккумуляторов для электромобилей и систем аккумулирования энергии.

Джефф Дан и его команда начали пятилетнее эксклюзивное исследовательское партнерство с компанией Tesla Inc. в середине 2016 года, но начало их сотрудничества датируется как минимум 2012 годом.

Среди важнейших достижений лаборатории Джеффа Дана: новые химические добавки и нанотехнологические материалы, которые сделают литий-ионные аккумуляторы более выносливыми и устойчивыми к повреждениям, например, из-за быстрой зарядки, что продлевает их срок службы.

Источники также сообщили, что стоимость не содержащих кобальта литий-железо-фосфатных батарей CATL уже упала ниже $80 за кВт•ч, а себестоимость аккумуляторных элементов упала ниже $60 за кВт·ч. Аккумуляторы CATC NMC с низким содержанием кобальта уже близки к $100/кВт·ч.

Руководители автомобильной промышленности заявили, что именно порог в $100/кВт·ч для аккумуляторных батарей – это именно тот уровень при котором электромобили (BEV) достигают примерного паритета с традиционными автомобилями с ДВС (ICE).

Эксперт по аккумуляторным батареям профессор Калифорнийского университета в Сан-Диего Ширли Мэн сказал, что использование NMC-элементов может понизить их стоимость до всего лишь $80/кВт•ч, если зачесть также рециклинг и повторное использование таких ключевых материалов как кобальт и никель. Кроме того, железо-фосфатные батареи, которые безопаснее чем NMC, смогут найти вторую жизнь в стационарных энергосистемах, сократив первоначальную стоимость таких АКБ для первичных покупателей новых электромобилей.

Для сравнения, ожидается, что новые аккумуляторные батареи с низким содержанием кобальта, совместно разрабатываемые General Motors и LG Chem, не смогут достигнуть таких показателей до 2025 года, согласно источнику, знакомому с работой компаний.

В GM также отказались комментировать свои цели по снижению стоимости аккумуляторов. Ранее в этом году компания сообщила только о том, что планирует «снизить стоимость аккумуляторной батареи ниже $100/кВт·ч», но без указания сроков выхода на рынок.

Загрузка