《经济学人》：特斯拉的电池大师

JB Strauber不仅肩负着制造最先进电动汽车的任务，还希望将电池带入更广阔的新领域。

坐在Stella Model S上，踩下油门，你的体验与驾驶其他汽车完全不同。通常的排气轰鸣声变成了沙哑的嗖嗖声，汽车毫不费力地迅速加速。这要归功于电机的高扭矩，由于车内没有变速箱，因此无需换档。车厢内，中控台上不再有多个按钮和开关，取而代之的是一个大触摸屏。成熟的汽车制造商倾向于制造中等规模的电动汽车，通常是小型汽车，以达到昂贵电池所能支持的续航里程。然而，硅谷初创公司特斯拉意识到，许多新技术的早期用户大多是富人，他们更喜欢高性能四门轿车，这些轿车既豪华又高科技。

特斯拉为什么选择了不同的方法？首先，它并不认为自己是一家汽车制造商。我认为我们更多的是一家能源创新公司，”Jeffrey Straubert说。他是特斯拉的首席技术官，和首席执行官埃隆·马斯克一样，也是该公司的联合创始人。如果我们能降低能源存储的价格，这将是我们能做的最重要的事情，以使电动交通更加普及，”Strauber说。“再加上可再生能源，我一眼就能看到，人类不再需要化石燃料，也不需要花更多的钱来实现这一转变

不难理解斯特劳伯特对储能的痴迷。他谨慎地避免了Model S中使用的锂电池组的确切成本，但据信这大约是Model S基本型号起价70000美元的四分之一。较小的Model 3将于2017年上市。尽管这款新车将具有一些自动驾驶功能，如Model S，但它更倾向于面向大众市场。但要实现3.5万美元左右的预期价格，斯特劳伯需要将电池组成本至少降低三分之一。

斯特劳伯认为，实现这一目标并满足预期需求的最佳方式是特斯拉大规模生产自己的电池。这就是为什么他和马斯克押注于与日本电池供应商松下成立合资企业，在内华达州建造一座价值50亿美元的“超级电池工厂”。该工厂计划到2020年生产相当于世界年使用量的锂电池。

坚持大胆和独立的行动在过去给斯特劳伯特带来了成功。在研究Model S的充电系统时，他拒绝了现有的行业标准，因为它们传输的电力太少。他没有等到与其他汽车经销商达成协议，寻求通用充电插座，而是设计了自己的专用插座。该公司的超级充电站在公共场所为特斯拉车主提供免费充电，40分钟即可充电约80%。它们现在形成了世界上最大的快速充电网络。

斯特劳伯特对电池本身也持有不同的看法。大多数电动汽车制造商都选择大尺寸电池，但Model S及其之前的特斯拉跑车车型由大约7000个单独的锂电池供电。Roadster电池最初是业内广泛使用的标准锂电池，可以在商用车的鞋跟。斯特劳伯和罗森随后为飞机制造了氢电池驱动的电动发动机，这些发动机后来获得了波音公司的许可。

就在这时，斯特劳伯遇到了马斯克。马斯克刚刚将自己的PayPal数字支付公司出售给eBay，成为亿万富翁。斯特劳伯特说：“午餐是特斯拉的起源。”。“我们大多数时候都在谈论电动飞机。但在谈话结束时，我说我正在进行一个有趣而疯狂的汽车项目，试图制造一个可以行驶1000英里的锂电池组。”

离这个梦想还有一段距离。与顶级车型S声称的440公里相比，model 3的里程可能只有322公里。但由于特斯拉计划将Model 3的销量提高到Model S的10倍，因此对可靠电池供应商的需求变得至关重要。因此，有一个超级电池工厂的计划。即使在扩大生产的同时，特斯拉仍需要在电池化学和制造技术方面进行创新。尽管新型电池的尺寸可能仍然很小，但其确切规格尚未确定。

斯特劳伯坚称，这种策略的风险并不像看上去那么大。他指出，如今用于生产Model S电池的设备与近10年前用于生产Roadster电池的设备非常相似，尽管电池产生的能量增加了一半，其化学过程也发生了重大变化。Roadster电池使用氧化钴作为阴极，而Model S使用氧化镍铝铜。斯特劳伯说，带来的差异是能量密度的显著增加、寿命的延长和工作温度的提高。除了化学，特斯拉还在开发电池的其他新功能。

其想法是，受益于规模经济，超级电池工厂生产的电池将比成熟制造商生产的电池便宜得多。未来10年，情况将变得：我们将专注于生产，以满足世界的储能需求，而不是等待电池技术的彻底改变来降低成本，”斯特劳伯说。

并不是每个人都同意这一点。技术分析公司Lux Research的报告预测，超级电池工厂只会带来电池成本的小幅下降，而其产能将超过50%。斯特劳伯反驳道：“大多数其他公司不相信电池数量的增长会像实际增长那样快。他们不理解成本和生产之间的密切关系。”。我们正处于一个重要的时刻，因为汽车行业规模如此之大，成本的小幅下降将带来令人难以置信的数量增长

并不是所有超级电池工厂生产的电池都安装在汽车上。一些将被放置在该公司的超级充电站，以应对由于几辆车需要同时充电而导致的需求突然增加。其他将用于特斯拉的装配厂，在低电价时期储存能源，尤其是在夜间，以供电价上涨时使用。

电池照亮清洁能源的未来

通过电池储存可再生能源可能会给特斯拉在未来几年带来最大的机会。斯特劳伯特说，潜力是巨大的。在许多情况下，经济效益已经超过了临界点，可以使用电池组大规模有效地储存可再生能源。风能或太阳能等可再生能源的主要问题是，当电力需求高时，风并不总是吹，太阳也不总是照耀。这需要公用事业公司维护额外的发电站来填补缺口，通常使用化石燃料发电。电池可以在可再生能源发电过程中储存电能，并在需要时释放。

加利福尼亚州约有1000户家庭在光伏板旁边安装了特斯拉电池组，这些电池组是从太阳城马斯克的另一家公司租赁的。这些电池组允许居民在停电期间继续操作电器，或在高电价期间改用电池。但他们也旨在扩大居民从净电费政策中获得的回报，该政策允许他们将多余的电力出售给公用事业公司。

由于与电网的连接不良，特斯拉居民电池的采用速度没有斯特劳伯希望的那么快。公用事业公司往往天生就非常保守，”他说。然而，他相信良好的经济效益会说服公用事业公司理解他们的利益。

斯特劳伯认为，随着电池的安全性和能量的增加，它们……

在商店里，将生产新的电动产品。他的话题又回到了他的另一个兴趣：“在可预见的未来，电动飞机将成为一个有趣且非常有吸引力的选择。”美国、中国和欧洲已经制造了各种电动小型飞机。空中客车公司最近在法国成立了一家分公司，生产一种名为E-Fan的飞行员训练双座飞机。这架飞机由电动机驱动，后机身两侧装有一对风管风扇。这家欧洲航空巨头仍在研究建造电动直升机和90座电动短途飞机的可能性。

有几个发展可能会增加电池可以储存的能量。例如，斯坦福大学的一个团队正在研究将锂电池中使用的锂基阳极包裹在一层碳“纳米球”膜中。这将允许在阳极中安全地使用更多的锂。研究人员认为，这种覆盖层将使同等重量的锂电池能够储存大约五倍于当前电量的能量。

这种类型的创新仍处于实验室阶段，需要一段时间才能成为商业现实。在未来，甚至锂也可能被新型电池材料所取代。斯特劳伯说：“没有人比我更希望我们开发出一种可以消除当今化学方法的新技术。这样，我们就可以以更低的价格卖出更多的汽车。”。但我们不会等到这一天

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