特斯拉的電池日又跳票了。

最近的一次，特斯拉官網宣布電池日＆2020年年度股東大會推遲到九月二十二日舉辦，比特斯拉CEOElonMusk之前公布的九月十五日又推遲一周。

電池日之所以重要，是因為特斯拉會在電池日公布會上全面回顧過去十多年來在電機、電控和電池領域的關鍵技術路線和決策，公布下一個十年的技術戰略。

其中的一個核心關注點，就是特斯拉的自研電池計劃。今天我們試圖去回答，特斯拉的自研電池會怎么做、在哪兒做和為何這么做。

How–怎么做？

在特斯拉出手之前，我國領先的動力鋰電池制造商寧德時代和比亞迪分別「秀」出了在電化學領域的創新：

寧德時代是我國首家商業化NCM811電池的動力鋰電池公司。從鎳鈷錳材料占比1:1:1到422、523、622一直到811，關于動力鋰電池正負極、電解液材料配方的改進，我們暫且簡稱為化學創新。

比亞迪改進了電池的正負極結構與電芯形態，將「刀片電池」商業化。和特斯拉從18650電池（直徑18mm，高65mm）升級到2170電池（直徑21mm，高70mm）類似，我們把這種電芯、模組和電池包的尺寸、結構的改進，簡稱為物理創新。

那么特斯拉呢？過去4年來，特斯拉成功將鎳鈷鋁比例為9:0.5:0.5的2170電芯集成業內首個大模組方法，搭載在Model3上商業化。這是特斯拉同時改進電池材料配方和尺寸形態，綜合化學創新與物理創新于一體的一次成功嘗試。

關于接下來的自研電池，特斯拉延續了在物理與化學兩大方向同時發力的策略。

先說物理工藝的創新，汽車的動力鋰電池分為電芯、模組和電池包（由電芯組成模組，再由模組組成電池包）三大部分。在自研電池項目上，特斯拉對上述三大部分都做了激進的改進。

電芯

2020年五月七日，特斯拉公開了一項名為「無極耳電極的電芯」的專利。專利第一作者為特斯拉電芯工藝首席工程師KunioTsuruta，Elon評論說，這個專利「遠比聽起來更重要」。

極耳是什么東西？

我們都了解，電池有正極和負極，極耳就是從電芯中將正極和負極引出來的金屬導體，正負兩極進行充放電時的接觸點，就是極耳。簡單來說，極耳是電池結構的一部分。

特斯拉在專利中認為，極耳的存在導致了更高的內阻，出現了更多的熱量。在高倍率充放電時，電池的表面溫度會快速上升。

此外，由于極耳是獨立的零部件，也新增了額外的制造成本，提高了制造難度。

特斯拉提出的無極耳電極設計，移除了電池傳統意義上的「極耳」。根據專利，無極耳設計的電池內阻將降到傳統電池內阻的20%-5%。

以特斯拉Model3為例，額定80.5kWh的電池包峰值充電功率達到250kW，充電倍率為250/80.5≈3.1C。

但假如看下圖我們就會發現，Model3的充電曲線是「一鼓作氣，再而衰，三而竭」的，一旦電池容量超過了20%，250kW就很難維持，開始往下掉。

特斯拉降低充電功率的核心原因之一，在于250kW的快充會出現巨大的熱量。為了防止電池出現不可逆的損傷，系統會主動降低功率。但關于用戶來說，這使得充電的時間變長，充電體驗變差了。

當特斯拉的無極耳電極設計的自研電芯投產后，由于內阻極大的降低，250kW的快充只要穩定10分鐘，即可為Model3長續航版充入超過50%的電量。這會進一步改善快充體驗，追趕燃油車加油的便利性。

模組＆電池包

在模組與電池包的設計上，特斯拉也有新動作。

2020年一月，Elon接受播客ThirdRowTesla采訪時，回顧了特斯拉電芯、模組和電池包的歷史。

電芯、模組和電池包的設計形式要追溯到初代Roadster時代，Roadster電池包里有16個模組。最初的設計動機是，假如某個模組故障，特斯拉可以輕松地用另一個模組替換。

Thereasontherewerecells,modules,andpacksgoesbacktotheoriginalRoadsterdays,TheoriginalreasonwhytheRoadsterpackhadlike16moduleswasthatifoneofthemdidntwork,youcouldpullitoutandputanotheronein.

簡單來說，彼時特斯拉的工程技術能力并不成熟，從故障率和易于維修的角度出發，特斯拉采用了模組設計。

ModelS/X延續了這一設計，但來到Model3時代，特斯拉用4條兩米長的大模組取代了之前的十幾個模組，并將電池包與車身底盤高度集成。

這是汽車行業第一個將動力鋰電池去模組化，直接由電芯集成到電池包的嘗試，也是某種程度上寧德時代CTP技術的雛形。

Elon評論Model3電池包表示，雖然事實意義上Model3存在4個大模組，但Model3的模組實際上是無法更換的，電池故障只能整包更換。換句話說，這里的模組是無意義的存在。

而談到下一步規劃時，Elon表示Youdontreallyneedmodulesinmyview.Justtakecellsandputtheminapack.（在我看來模組沒有意義，直接將電芯集成到電池包即可）。

七月十一日，一位網友詢問特斯拉會堅持模組設計還是直接電芯集成到電池包，Elon沒有正面回答。但根據他之前的表態，答案是顯而易見的。

另外一個小彩蛋是，2006年，特斯拉曾開創了使用超聲焊（wirebonding）技術將電芯連接成電池包的技術路線，簡化了生產工藝，提升了制造效率；在2020年自研的電池包上，特斯拉將用激光焊接（laser-welded）取代超聲焊，進一步提升加工精度，提高制造效率。

那么在化學領域，特斯拉又做了什么改進呢？

在特斯拉Q1的財報會議上，Elon是這么回答的：

Wedon'twanttopre-emptBatteryDay.Wewanttoleavetheexcitingnewsforthatday,buttherewillbealotofexcitingnewstotell.AndIthinkitwouldbeoneofthemostexcitingdaysinTesla'shistory.

我們不想劇透電池日，我們希望將振奮人心的消息留到那天。我們有很多振奮人心的消息要分享。我認為那將是特斯拉歷史上最激動人心的一天。

在電池日的信息方面，Elon表現得很反常。在此之前，無論是Model3公布會還是自動駕駛日，Elon都會忍不住提前劇透。但來到電池日，特斯拉首席大嘴巴居然守口如瓶。

不過，我們還是可以捕捉到一些未經證實的細節，特斯拉的自研電池離不開兩大關聯方：與特斯拉合作電化學研究五年的加拿大達爾豪斯大學教授JeffDahn及其團隊、特斯拉收購的干電極制造公司Maxwell。

與之對應，特斯拉自研電池的內部項目指標是：全生命周期循環壽命超過160萬公里、單位電池成本降至100美金/KWh以下。

至于更具體的信息，也許我們真的要等到九月二十二日電池日當天了。

Where-在哪兒做？

文章開頭有一個問題沒解釋：特斯拉原計劃Q2初召開的電池日，為何一路推遲到了Q3末？

答案是疫情。

可蘋果的WWDC都線上召開了，特斯拉電池日不能線上開嗎？

ElonMusk說：真不行。

電池日還會有電芯生產系統的參觀環節，這是線上直播做不到的，而線下的大型集會與疫情的控制是強相關的。

從這個角度說，九月二十二日這個時間也只是暫定。不過，有一點是100%確定的：地點在加州Fremont市。

可特斯拉加州的Fremont廠此前已經N次擴建，為了ModelY的產線布置還合并了ModelS/X的總裝線。這個廠還能布置下特斯拉自研的電池產線嗎？

六月二十四日，Fremont市政府官網刊發了一個名為特斯拉項目擴建的環評清單，文件中提到該項目代號為ProjectRoadrunner，又被叫做Tera。

特斯拉自研電池的項目內部代號正是Roadrunner。在今年Q1的財報會議上，Elon曾經提到今后特斯拉超級廠Gigafactory將以Terafactory取代。因此可以確定，該項目正是特斯拉自研電池產線所在廠。

（Gigafactory中的Giga來自電功單位GWh（GigaWatt-hours），指以100萬kWh為產量單位的超級電池廠。Terafactory中的Tera，來自電功單位TWh（TeraWatt-hour），指以10億kWh為產量單位的超級電池廠。）

從谷歌地圖上查看，特斯拉自研電池廠所在地距離特斯拉汽車廠只有2.5英里，不到十分鐘車程。

特斯拉在文件中披露了更多信息：

廠擴建后面積將達到156,057平方英尺（約1.5萬平米）

廠完成擴建后運營耗電量將達到92800MWh/年

廠按照7×24小時，共470名員工參與

廠擴建預計在3個月內完成

最后這個完成時間很關鍵：六月底開始擴建，特斯拉的電池日在九月下旬，到時候到場股東有機會見到特斯拉剛剛建設完畢，新鮮出爐的自研電芯生產系統。

Why–為何這樣做？

一個汽車制造商為何要進入電池電芯的研發與制造，這是一個重要的問題。

2020年的疫情掩蓋了電動汽車行業本身的矛盾：

一月二十三日，奔馳EQC的產量規劃從60,000輛/年削減至30,000輛/年

二月十日，捷豹奧地利格拉茨廠的I-PACE產線停產

二月二十一日，奧迪比利時布魯塞爾廠e-tron產線停產

二月二十六日，起亞Niro純電動汽車生產進入限制狀態

是這些純電動汽車市場需求不振嗎？實際情況比需求不振還要更糟糕：電池供應短缺。

上述純電動汽車型分別代表了各大跨國車企電動化轉型的先鋒產品，卻在短短一個月內先后遇上了電池供應短缺的問題。

假如比較特斯拉，矛盾更加凸顯：整個2019年，捷豹I-PACE銷量為1.7萬輛，奧迪e-tron為1.9萬輛，奔馳EQC為0.04萬輛，起亞Niro為0.6萬輛；而特斯拉，2019年一年賣掉了36.7萬輛。

事實上，自2018年Q3起，特斯拉超級廠的電池供應就時不時會成為特斯拉產量限制的核心因素之一。

在2019年的特斯拉年度股東大會上，Elon承認電池產量是限制特斯拉產品上市的重要因素。而這里的背景是，特斯拉純電動半掛SemiTruck已經公布整整兩年，一直處在無米下鍋的窘境。