2019年,特斯拉对外的并购动作让人记忆犹新:先收购了美国超级电容与电池公司Maxwell,又取得加拿大电池制造公司Hibar Systems,在岁末年终之际,又获得一项电池技术的重要专利,透过使用新型化学材料,打造出成本更低、容量更大、且寿命更长的电池。特斯拉积极打造电池研发团队的布局,目标都是为了实现2020年开发出可行驶100万英里的电池计画!
图片来源:Pixabay
特斯拉首席执行官马斯克(Elon Musk)在2019年4月时宣布,特斯拉正在研发改善锂离子电池的新技术,并声称这项技术优于当今其他应用在电动汽车的锂离子电池,还有一项重要计画,就是特斯拉将在2020年开发出续航力「100万英里电池」,呼应了特斯拉将投入的自动驾驶出租车(robotaxis)和长途卡车车队计画。
电池系统是特斯拉在电动车产业位居领先的重要关键,特斯拉的Model S Long Range搭载100 kWh电池,每次充电后续航力可达373英里;竞争对手保时捷Taycan的电池体积虽与Model S相当,但每次充电后仅能行驶201英里。
特斯拉除了从松下电子购买日本制造的型号S和型号X的电池,为了降低生产电池的成本,也和松下在美国内华达州合资建立电池工厂Gigafactory 1,一起合作生产和组装电池。虽然特斯拉在核心的动力电池技术方面比其他竞争者更具领先地位,但若不能掌握电池制造,仍须受限于松下的电池产能,除了寻求更多的电池供应商,特斯拉要确保市场竞争优势,最终仍须走向自行研发生产电池一途,以减少对电池供应商的依赖。
图一、特斯拉汽车与松下公司合建的锂离子电池工厂Tesla Gigafactory 1。
图片来源:Wikimedia
尽管特斯拉当前的锂离子电池足够应付典型的电动汽车所有者,但对于长途货运业者或是提供连续出租车服务,现在的锂离子电池技术缺口仍大,尤其对于商用长途驾驶员而言,使用电动汽车仍然不符合经济效益。
两项关于电池技术的战略性收购计画
特斯拉为了实现百万英里电池计画,付诸多项实际的收购行动。2019年2月,特斯拉宣布收购一家美国的超级电容和电池制造公司Maxwell。2019年5月16日,特斯拉以2.07亿美元完成Maxwell的收购案,因此接手了很多电池制造方面的技术和专利,并将电池纳入特斯拉新产品行列。由于Maxwell的锂离子电极新技术,将使电池能量密度超过300Wh/kg,预计每2~3年就会有15%~25%的技术进步,能够将电池成本降低10%~20%。马斯克认为这是一项对电池生产的成本和规模产生重大影响的重要技术,同时降低扩大电池生产所需的成本,对特斯拉而言是非常具有战略意义的并购。
表一、Maxwell公司的经营指标
项目 |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
2018 |
美国专利 |
95 |
91 |
71 |
93 |
90 |
申请中的美国专利 |
20 |
22 |
22 |
20 |
20 |
美国商标 |
12 |
12 |
5 |
7 |
5 |
资料来源:Craft
不仅如此,去年特斯拉也为了开发新产品,招募更多生产线的技术人员,并在美国加州费利蒙(Fremont)建造全新电池产线,在美国科罗拉多州招募电池技术人员和测试人员。同年10月,特斯拉还收购了另一家加拿大电池制造设备和工程技术公司Hibar Systems,该公司成立于1974年,拥有先进的锂电池制造技术,专门从事电动汽车高速电池制造系统,Hibar Systems曾获得加拿大国家研究委员会200万加元资助,支持其锂离子电池制造系统的研发工作。特斯拉的种种并购动作,都显示特斯拉要开始制造自己的车用电池,稳固其在电动车市场的优势。
图二、加拿大的Hibar Systems是特斯拉2019年收购的第二家电池制造公司。
图片来源:Hibar Systems
特斯拉「百万英里」电池,性能与寿命大幅提高
使用锂离子电池难以避免过热问题,由于温度升高不利电池系统的续航力,过去特斯拉也曾申请能够延长能源储存系统的冷却系统。特斯拉在2018年8月与加拿大达尔豪斯大学的物理学家合作,提交一项名为「Dioxazolones and Nitrile Sulfites as Electrolyte Additives for Lithium-Ion Batteries」的专利申请,透过调整电池的化学物质来改善充电电池的性能。为了电动车和输电网能源储存设备的普及,必须该研发可在高温、高电池电压下提供更长续航力,且不会大幅增加成本的锂离子电池化学物,根据该专利宣称,锂盐等电解质添加物与非水性溶剂混合,可大幅提升电池系统的续航力和性能。
图三、2019年12月特斯拉获得利用新型化学材料改良电池效能的专利。
图片来源:WIPO(Publication Number :WO/2019/241869)
电池的使用寿命以放电周期来衡量,特斯拉Model S目前所使用的100 kWh锂离子电池,只能提供1,000至2,000个放电周期(使用100%的电池电量等于一个完整周期);改良化学成分后的新电池,在1000次放电循环后能够保持其95%的寿命、经过4,000次循环后将保持90%的惊人性能。这项锂离子电池技术在去年12月26日获得专利,虽然目前还无法确定这就是马斯克承诺投入生产线的「百万英里」电池,但可显见特斯拉的确正在着手开发一种更便宜、更高效能的超级电池。
尽管特斯拉积极发展自制电池,但主要仍集中在新型电池领域,并降低对电池供应商的依赖风险,不影响特斯拉与松下长期的合作伙伴关系。而马斯克口中的百万电池是否真能在2020年问世,将是攸关电动车产业进展的一大里程碑。
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作者: |
吴碧娥 |
现任: |
北美智权报资深编辑 |
学历: |
(台湾)政治大学新闻研究所 |
经历: |
骅讯电子总经理室特助
经济日报财经组记者
东森购物总经理室经营企划 |
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