总结

特斯拉还没有出来，并表示他们将制造自己的电池线，但在这一点上，根据他们收购麦克斯韦尔和Hibar似乎是一个给定的。麦克斯韦以其高速干电极制造工艺和Hibar制造电池生产线制造设备而闻名。

我们估计，特斯拉新电池的成本节省约20%。这种成本降低的主要原因是麦克斯韦新的无溶剂干电极制造工艺提高了生产线速度(生产率)。

我们预计完成电池——不仅仅是细胞,它包括其他次要的好处来自没有“中间人”标记(松下),整合包装和细胞生产、使用Hibar定制高速电池制造设备(如高速电解液灌装设备),更高的能量密度的电极涂层厚度增加,并可能减少形成循环和电荷保留测试。

麦克斯韦的无溶剂，干电极制造工艺

我们在之前的两篇文章(参考文献1，参考文献2)中介绍了Maxwell。Maxwell最大的卖点是他们的干电极制造工艺，它可以将生产线速度(生产率)提高16倍(我们在分析中使用了4倍)。正如我们在摘要中提到的，这种行速度的增长是节省成本的主要来源。

我们没有太多关于麦克斯韦干燥过程的细节，但我们想象它可能类似于静电喷涂或粉末涂料，因此术语“干燥”。“传统的涂层工艺使用溶剂型电极涂层工艺，设备非常昂贵，消耗了大量的车间，如下图所示。

Argonne实验室做了一个自下而上的电池制造过程的分析和计算机程序，题目是:“为电动车ANL 11/32建立锂离子电池的性能和成本模型”。

其报告显示，与溶剂型电极涂层工艺相关的直接人工成本占总装人工成本的11%，资本设备成本占总装设备成本的15%，厂房面积占总装面积的11%。

此外，我们的研究表明，溶剂干燥时间约100分钟。换句话说，旧的溶剂型电极镀膜工艺耗时、劳动密集型，设备昂贵，占用了工厂的一大部分。

传统的溶剂型电极镀膜工艺是劳动密集型的，成本昂贵，并且需要大量的车间。资料来源:《电动汽车用锂离子电池性能与成本建模》。

然而，仅仅因为传统的溶剂型电极涂层工艺使用了11%的劳动力，并不意味着你在最后的电池成本中节省了11%。你可以从阿贡报告中看到，直接人工成本仅占总包装成本的4%。我们使用下面的数字来估计大幅增加的生产线速度(生产率)将降低多少包装成本。

这个数字被用来估计生产线速度(生产速率)对包装成本的影响。

当产量增加四倍时会发生什么?

有些成本保持不变，即使你做了四倍的产品，你的，这使你每项成本下降。在上面的图中，我们假设直接人工、管理费用、一般销售、管理成本和研发成本将保持不变，即使是生产速度的四倍。相反，材料和购买的物品等价格将上涨4倍。

保持不变的成本是包装总成本的16%。所以，如果你把生产速度翻倍，这些成本就会上升到8%，如果你再把生产速度翻倍(达到4倍)，这些固定成本就会下降到4%。因此，将生产速度提高4倍，您的成本就会从16%下降到4%，因此，将生产速度提高4倍，您的成本就会降低12%。也就是说，在上面的图1总结中所显示的增加的生产速度可能会降低12%的成本。

如果你自己制造电池，你就可以消除中间人和他的相关标记。我们不知道松下给他们的电池打了多少分，但我们预计不会太多。上面的阿贡饼状图显示了4%的增长，这就是我们在分析中使用的方法。《华尔街日报》最近发表的一篇文章详细描述了松下与特斯拉之间的艰难关系，文章暗示松下在其超级工厂电池业务(ref)上正在亏损。

杂项成本降低

我们假定杂项费用再减少4%，详情如下。

集成包和单元生产

我们在另外两篇文章(参考文献1)和(参考文献2)中对此进行了相当广泛的讨论。如果您的最终产品是一个电池组，而不是电池，那么拥有两个完全独立的生产设施(一个用于电池，另一个用于电池组)是没有意义的。这两个过程应该尽可能地结合起来。

在参考文献1中，我们描述了特斯拉的一项专利，概述了两种方法可以结合的一些可能的方式。例如，电池组顶部的传统电流收集器被电路板取代。该电路板作为电池的端板，还具有电池融合、电池超压和电池平衡等功能。结果就像一个印刷电路板。如果电池两端都被移除，则用电解质填充电池会更快。此外，我们知道Hibar制造高速电解质灌装设备。

电池制造过程的其他部分也可以加速。这可以从下面的Argonne报告中看到。

源阿贡

我们已经强调了一些需要改进的地方。

地层循环和电荷保持测试

如上图所示，这两部分的制造过程消耗了13%的直接人工费用和20%的厂房面积。在形成循环过程中，每个电池都被充上100%的电，然后放电，然后测量电池的容量。在电荷保持期间，电池被充电并放置一段时间以观察它是否带有电荷。如果没有充电或没有足够的容量，就会报废。很容易看出为什么这个过程如此耗时。

作为简化这一过程的一个不切实际的例子，想象一下，如果一个人有足够高的能量密度的细胞或足够无缺陷的细胞，他可以负担得起有一定比例的这些细胞最终完成包装。想象一下，这些细胞完全跳过了形成循环和电荷保持测试。这个过程可以在包装中进行，这将大大加快生产。

无论如何，这都是值得思考的好东西，你可以看到，似乎有大量的区域可以简化细胞和细胞包的制造。

以上分析是我们自己尝试量化特斯拉新电池系列可以降低多少成本。

我们还有另一个来源似乎验证了我们的分析:Maxwell估计成本将提高10-20%，如下图所示。

麦克斯韦尔估计，他们的新制造工艺将使成本提高10-20%。

综上所述，你如何看待特斯拉潜在的创新?和往常一样，我们喜欢在评论区收到你的来信。