如何让 Model S 价格减半？特斯拉的新计划

特斯拉生产平价电动汽车的计划似乎总是指向内华达州里诺市，该公司正在那里建设一座耗资50亿美元的电池超级工厂，目标是在年底前获得足够的产能，锂离子电池组每千瓦时成本降低30%以上。

许多公司都表示希望降低电池价格并提高容量，并正在建立相应的概念。

特斯拉的最终目标是推出一款价格仅为 Model S 一半的豪华电动汽车。

事实证明，该公司有多种前进道路。

特斯拉的最新方向是硅。

改变电池生产方式的不是硅谷，而是硅这种材料。

周五，特斯拉展示了一款新型 90 千瓦时电池组。

这款升级产品的容量增加了5%，可以让特斯拉的电动汽车多行驶约15英里（约24公里）。

虽然外观可能没有改变，但它使用了硅，这是锂离子电池技术的进步。

上周，特斯拉首席执行官埃隆在电话中告诉记者，该公司对电池进行了改进，在阳极使用了一些硅材料，改变了电池的化学反应。

穆斯克说：“我们的方向是用硅作为阳极，上面的做法只是一小步。

我们使用的主要材料仍然是人造石墨，但我们会慢慢地在阳极中添加越来越多的硅。

”对于外行来说，这听起来很像镜面加工。

事实上，这样做有可能使电池变得更好、更便宜。

对于特斯拉（和其他电池制造商）来说，这既重要又极其困难。

加拿大新斯科舍省达尔豪斯大学锂离子电池首席研究员杰夫·达恩教授近日与特斯拉签署了为期五年的独家合作协议。

他表示：“电池制造商都在争先恐后地增加电池中的硅含量。

在全球锂离子电池领域，有无数的研究人员致力于硅课题。

许多学者和工业界人士也在非常努力地研究这个问题。

”锂离子电池小知识 电池有两端，一端是阳极，另一端是阴极，它们之间有电解液，充电和放电时，离子通过电解液在两极之间移动。

离子电池一般采用石墨制成，如果用硅做负极，其单位体积的锂离子容量可以是前者的10倍左右，如果大量用硅代替石墨，则负极可以是石墨。

变得更薄，从而扩大了活性材料的空间，这可以增加电池的能量密度，即单位体积的能量存储容量。

换句话说，尺寸不变，能量增加。

同时，在锂离子电池中，硅的质量不需要像太阳能电池或集成电路那样高，这意味着价格更低。

电池中的硅含量越多，就越容易降低成本。

这是所有电池制造商的目标——提高产品质量、降低成本。

听起来很容易，对吧？但达恩表示这种情况很少见。

Dahn 正在开展一个由 3M 或加拿大自然科学与工程研究委员会资助的项目，旨在开发使用寿命更长、成本更低的锂离子电池。

完成3M的研究项目后，达恩将于今年6月开始与特斯拉的独家合作。

将锂和硅放在一起的困难在于，最终得到的原子数量几乎是开始时的五倍，这会产生各种各样的问题。

聚会上的电极颗粒达恩解释说，你可以把电池电极想象成一个房间，电极中大量的颗粒就像人们在房间里聚会一样。

如果这些人突然变得很胖，房间里就没有足够的空间容纳那么多人了。

“如果每个人都挤进去，而且都重一磅，那就会造成大问题，”他说。

当所有电极颗粒均由硅制成时，就会发生这种情况。

但如果房间里只有一些人变胖，问题就不那么大了。

大家可以走动一下，给胖子留出足够的空间。

“这就是为什么一开始只添加少量硅的原因，”达恩指出。

但使用硅的问题还不止于此。

我们也用上面的比喻来解释。

你可以想象一下，这些胖子（或者较大的电极颗粒）在充电时变得更薄，在放电时又变得更胖。

体积的巨大变化引发了另一个问题。

所有硅电极颗粒都浸泡在电解液中。

当它们变大时，它们会不断拉伸包裹它们的保护膜；当它们收缩时，保护膜可能会脱落，这可能会影响电池的使用寿命。

达恩表示，这种情况意味着使用的硅越多，电池寿命就越难保证。

这就是电池制造商和研究人员目前所处的位置。

“目前，你可以添加一点点硅，比如洒水，这是可以接受的，”达恩说。

“几年后，将会使用越来越多的硅。

这是一件好事，因为它意味着这些事情。

”产品会越来越好。

”达恩的研究团队打算既提高锂离子电池的能量密度，又延长其使用寿命。

这可能有助于降低电动汽车和电网储能的成本。

但他们并不是唯一这样做的人。

“世界各地有几家公司正在向其阴极添加硅，”达恩说。

“为特斯拉供应电池的不仅仅是松下，还有三星和其他公司。

” Sam Jaffe 是清洁能源研究公司的前研究员，也是 Navigant Research 的长期分析师，现在是初创公司 Cygnus Energy Storage 的首席执行官。

他认为，当今大多数电池中的硅含量非常低，包括消费电子产品中使用的电池。

问题是特斯拉使用了多少硅。

Jaffe表示，行业标准是硅占电池原材料的1-3%。

他认为特斯拉已经找到了增加硅含量的方法。

他指出：“特斯拉显着改变了电池的能量密度，并公开声称是硅让他们能够做到这一点，这让我认为他们在增加电池的硅含量方面取得了进展。

当然，目前这还只是猜测。