關於Tesla Model 3 電池的真相：Part 1 - 汽車

https://youtu.be/kGFiaWvD-KI

這影片很好的統整與介紹目前車用電池的一切，很值得一看

這系列影片分為兩個部分，節錄一下Part 1 在講什麼

Part 1:

1. 研究製造鋰電池所需的原物料

2. 綜觀一下目前的電池製造業

Part 2:

3. 介紹完整的電池組

4. 最終的汽車製造

5. 鋰電池的回收利用


1. Tesla 用的電池主要是NCA(鎳鈷鋁，LiNiCoAlO2)
優點是能量密度高、生命週期長、充電性能佳

BMW i3、Bolt 用的電池是NMC(鎳錳鈷，LiNiMnCoO2)
能量密度略低，但優點是更為安全

Nissian Leaf 用的電池是LMO(錳酸鋰，LiMn2O4)


Tesla 的電池約可分為三個時期

Stage 1 (2009 - 2012)
這時期用的是18650電池，使用在Tesla Roadster 與初代Model S 上
每輛車約需要11公斤的鈷，用的是沒有矽的純石墨陽極

Stage 2 (2016 - 2018)
這時期用的同樣是18650電池，用在Model S 二代車型與Model X 上
但每輛車所需的鈷降至7公斤，在陽極內加入了少量的矽(約5-15%)

矽的優點是能量容量是石墨的十倍，但完全充電時，石墨只會膨脹7-10%
但矽卻會膨脹300-400%，這會使得電池的生命周期大大減少

Stage 3 (2018 - )
這時期的電池外型變了，2170電池目前只用在Model 3 上
並且每車所使用的鈷降至4.5公斤，同樣使用石墨與矽的混合陽極
(但矽的比例似乎有提升)


先介紹用在陰極上的材料：

鋰(Li)，balablabala....(關於鋰的事情幾乎是常識了)

鎳(Ni)，在地殼含量約佔0.009%，是Tesla 電池中用的最多的材料
在其他公司的電池中也扮演很重要的角色，2018年每公斤約1.82美元
盛產鎳的加拿大是美國的主要供應鏈

鈷(Co)，地殼含量約0.003%，在整個電池供應鏈裡是最關鍵的元素
2018年每公斤價格約為18.20美元，會這麼貴的原因是因為稀少，而且
地球上60%的產量來自於剛果共和國，政治動盪、童工與暴力問題也使得
鈷取得更為不易，所以Tesla 正在積極的減少鈷的用量，預計Tesla的
下一代電池就可以完全不使用鈷

錳(Mn)，地殼含量約0.11%，是第11多的元素，Tesla 不用，balabala...

鋁(Al)，地殼含量約為8%，是第7多的元素，非常的豐富，供應鏈也成熟
每公斤只要0.39美元


陽極材料：

石墨，每公斤價格約為0.27美元，平均每個Tesla 電池組會用掉54公斤的石墨


就目前的供應鏈來看，這些材料供給讓Tesla 年產100萬輛電動車也不會有任何問題



2. 會什麼Tesla 要使用成千上萬個像18650或是2170這樣的小電池？
而不是像對手一樣使用定製的大型菱柱型電池？

影片給出的答案是為了設計上的靈活性與不同車款之間的共用性
例如如果需要更高的電壓就將電池串聯，若需要更高的電量就並聯
這使得同一種電池就能使用在不同車型甚至是不同用途上面

Tesla 的目標是要以低於100美元/kWh 的成本來生產電池(目前很接近甚至可能超越了)
所以大量生產像2170這種同樣大小的電池是很重要的，可以有效降低成本

而Tesla 自建的Gigafactory 更可以有效控制成本跟生產品質
相較之下，生產Bolt 的GM 是將電池開發完全外包給LG化學
雖然像Tesla 這樣把電池完全掌握在手中的垂直生產成本一開始投入極高
但影片中認為這反而或許是Tesla 最大的優勢

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