मस्क की बैटरी के वादे को पूरा करने के लिए टेस्ला की ड्राइव के अंदर


2030 तक एक साल में 20 मिलियन टेस्ला को बेचने के एलोन मस्क के लक्ष्य के पीछे का रहस्य इसकी अग्रणी बैटरी तकनीक में निहित है।

अच्छी खबर यह है कि बड़ी कोशिकाओं और ड्राई-कोट इलेक्ट्रोड के लिए एक नई प्रक्रिया का उपयोग करके, टेस्ला एक मॉडल वाई बैटरी की लागत को आधा कर सकती है, जिससे कार की यूएस शुरुआती कीमत में 8% से अधिक की बचत होती है, कंपनी से संबंधों वाले बैटरी विशेषज्ञों ने कहा .

टेस्ला के करीब 12 विशेषज्ञों या इसकी नई तकनीक से परिचित के अनुसार, बुरी खबर यह है कि यह केवल आधा ही है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि टेस्ला की 4680 बैटरी में बड़ी कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली सूखी-कोटिंग तकनीक इतनी नई और अप्रमाणित है कि कंपनी को उस बिंदु तक विनिर्माण को बढ़ाने में परेशानी हो रही है जहां बड़ी लागत बचत किक होती है, विशेषज्ञों ने रायटर को बताया।

“वे बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए तैयार नहीं हैं,” टेस्ला के करीबी विशेषज्ञों में से एक ने कहा।

फिर भी, टेस्ला ने पिछले दो वर्षों में बैटरी उत्पादन लागत में कटौती करके जो लाभ कमाया है, वह मुनाफे को बढ़ावा देने और अधिकांश इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) प्रतिद्वंद्वियों पर अपनी बढ़त बढ़ाने में मदद कर सकता है।

मस्क ने बैटरी की लागत और प्रदर्शन में सुधार का वादा किया है, निवेशकों द्वारा टेस्ला की खोज के लिए महत्वपूर्ण के रूप में देखा जाता है, जहां यह एक लाभ के लिए $ 25,000 ईवी बेच सकता है – और अपने 2030 लक्ष्यों को पूरा करने का एक बेहतर मौका खड़ा कर सकता है।

अधिकांश ईवी में बैटरी सिस्टम सबसे महंगा एकल तत्व है, इसलिए कम लागत वाले, उच्च प्रदर्शन वाले पैक बनाना सस्ती इलेक्ट्रिक कारों के उत्पादन की कुंजी है जो स्टिकर कीमतों पर दहन-इंजन प्रतिद्वंद्वियों के साथ पैर की अंगुली तक जा सकती हैं।

टेस्ला केवल कुछ प्रमुख वाहन निर्माताओं में से एक है जो अपनी ईवी बैटरी का उत्पादन करते हैं और यूएस प्लांट्स में मॉडल वाई सेल का निर्माण करके, एसयूवी यूएस टैक्स क्रेडिट के लिए योग्य रहेगा, जब कई प्रतिद्वंद्वी ईवी अब योग्य नहीं हो सकते हैं।

जिन 12 बैटरी विशेषज्ञों के साथ रायटर ने बात की, उनमें से नौ का टेस्ला के साथ घनिष्ठ संबंध है और नौ में से तीन ने टेस्ला की नई और पुरानी बैटरी तकनीक की जांच की है।

टेस्ला ने टिप्पणी के अनुरोधों का जवाब नहीं दिया।

‘वह इसे हल करेगा’

सूत्रों का अनुमान है कि टेस्ला को इस साल के अंत से पहले नई ड्राई-कोटिंग निर्माण प्रक्रिया को पूरी तरह से लागू करना मुश्किल होगा, और शायद 2023 तक नहीं।

लिथियम-आयन बैटरी के सह-आविष्कारक और 2019 के नोबेल पुरस्कार विजेता स्टेन व्हिटिंगम का मानना ​​​​है कि टेस्ला के मुख्य कार्यकारी एलोन मस्क नई तकनीक के व्यावसायीकरण के लिए समय सीमा पर अत्यधिक आशावादी रहे हैं।

“मुझे लगता है कि वह इसे हल करेगा, लेकिन यह उतना तेज़ नहीं होगा जितना वह चाहता है। वास्तव में इसका परीक्षण करने में कुछ समय लगने वाला है,” उन्होंने कहा।

अगस्त में, मस्क ने शेयरधारकों से कहा कि टेस्ला 2022 के अंत तक 4680 बैटरी की उच्च मात्रा का उत्पादन करेगी।

विशेषज्ञों के अनुसार, टेस्ला अब तक केवल मॉडल Y की बैटरी की लागत में $ 2,000 और $ 3,000 के बीच कटौती करने में सक्षम है, टेस्ला ने 4680 बैटरी के लिए लगभग आधी बचत की योजना बनाई थी, जिसे उसने दो साल पहले अनावरण किया था।

लेकिन वे बचत मुख्य रूप से नई 4680 कोशिकाओं के डिजाइन से आई हैं, जो टेस्ला की वर्तमान 2170 बैटरी की तुलना में बड़ी हैं, उन्होंने कहा।

लेकिन लागत को कम करने के अभियान का केंद्र ड्राई-कोटिंग तकनीक है, जिसे मस्क ने क्रांतिकारी लेकिन निष्पादित करना मुश्किल बताया है।

सूत्रों के मुताबिक, इसे निर्माण लागत और एकमुश्त पूंजीगत खर्च में कमी करके, $ 5,500 लागत बचत का आधा हिस्सा टेस्ला को हासिल करने की उम्मीद है।

टेस्ला ने 2019 में जानकारी हासिल की, जब उसने मैक्सवेल टेक्नोलॉजीज के लिए $ 200 मिलियन से अधिक का भुगतान किया, सैन डिएगो में अल्ट्राकैपेसिटर बनाने वाली कंपनी, जो उन उपकरणों के लिए ऊर्जा संग्रहीत करती है, जिन्हें बिजली के त्वरित फटने की आवश्यकता होती है, जैसे कि कैमरा फ्लैश।

मैक्सवेल की तकनीक पर निर्माण करते हुए, टेस्ला ने इस साल 4680 ड्राई सेल बनाना शुरू किया, पहले अपने फ्रेमोंट, कैलिफ़ोर्निया प्लांट के पास एक पायलट में और हाल ही में ऑस्टिन, टेक्सास में अपने नए वैश्विक मुख्यालय में।

‘कक्षा में सबसे उत्तम’

प्रौद्योगिकी टेस्ला को पुरानी, ​​अधिक जटिल और महंगी वेट-कोटिंग प्रक्रिया को खत्म करने की अनुमति देती है। यह महंगा है क्योंकि इसके लिए पर्याप्त मात्रा में बिजली, मशीनरी, कारखाने की जगह, समय और एक बड़ी श्रम शक्ति की आवश्यकता होती है।

गीली प्रक्रिया में इलेक्ट्रोड को कोट करने के लिए, बैटरी निर्माता सामग्री को जहरीले बाइंडर सॉल्वैंट्स के साथ मिलाते हैं। एक बार लेपित होने के बाद, इलेक्ट्रोड को बड़े पैमाने पर ओवन में सुखाया जाता है, जहरीले सॉल्वैंट्स के साथ जो इस प्रक्रिया में वाष्पित हो जाते हैं, उन्हें पुनर्प्राप्त, उपचारित और पुनर्नवीनीकरण किया जाता है – सभी लागत में जोड़ते हैं।

नई तकनीक के साथ, इलेक्ट्रोड को अलग-अलग बाइंडरों का उपयोग करके तरल पदार्थ के कम उपयोग के साथ लेपित किया जाता है, इसलिए उन्हें सूखने की आवश्यकता नहीं होती है। इसका मतलब है कि यह सस्ता, तेज और पर्यावरण के लिए कम हानिकारक है।

टेस्ला ने कहा है कि इसकी सादगी के कारण, यह प्रक्रिया टेस्ला को पूंजीगत खर्च में एक तिहाई की कटौती करने और एक कारखाने के पदचिह्न और उसकी ऊर्जा खपत को 10 वीं तक कम करने की अनुमति देती है, टेस्ला ने कहा है।

लेकिन कंपनी को इस प्रक्रिया के व्यावसायीकरण में परेशानी हुई है, सूत्रों ने कहा।

मैक्सवेल ने अल्ट्राकेपसिटर के लिए अपनी ड्राई-कोट प्रक्रिया विकसित की, लेकिन ईवी बैटरी के लिए कोटिंग इलेक्ट्रोड के साथ चुनौती यह है कि वे बहुत बड़े और मोटे होते हैं, जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन गति पर लगातार गुणवत्ता के साथ उन्हें कोट करना मुश्किल हो जाता है।

“वे कम मात्रा में उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन जब उन्होंने बड़ी मात्रा में उत्पादन शुरू किया, तो टेस्ला कई अस्वीकारों के साथ समाप्त हो गया,” टेस्ला के साथ संबंधों के स्रोतों में से एक ने रायटर को बताया।

स्रोत ने कहा कि उत्पादन की पैदावार इतनी कम थी कि नई प्रक्रिया से सभी अनुमानित लागत बचत खो गई थी।

यदि ड्राई-कोटिंग और बड़ी कोशिकाओं से सभी संभावित क्षमताएं प्राप्त हो जाती हैं, तो मॉडल Y के 4680 बैटरी पैक की निर्माण लागत $5,000 से $5,500 तक गिरनी चाहिए – सूत्रों के अनुसार, 2170 पैक की लागत का लगभग आधा।

बैटरी सामग्री और ऊर्जा की बढ़ती लागत उन पूर्वानुमानों के लिए जोखिम पैदा करती है, हालांकि, और टेस्ला अभी तक नई बैटरी की ऊर्जा घनत्व या उसके द्वारा पैक की जाने वाली शक्ति की मात्रा में उल्लेखनीय सुधार नहीं कर पाई है, जैसा कि मस्क ने वादा किया है।

फिर भी, उन कारकों के बावजूद, टेस्ला को जो बचत हासिल करने की उम्मीद है, वह 4680 बैटरी को निकट भविष्य के लिए उद्योग की “सर्वश्रेष्ठ श्रेणी” बना देगी, एक स्रोत ने कहा।

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विशेषज्ञों ने कहा कि 4680 बैटरी के साथ अब तक हासिल की गई $ 2,000 से $ 3,000 की लागत बचत अन्य सुधारों से आई है, और बड़ी कोशिकाओं का उपयोग विशेष रूप से शक्तिशाली साबित हुआ है, विशेषज्ञों ने कहा।

4680 कोशिकाएं आयतन के हिसाब से 2170 कोशिकाओं के आकार का 5.5 गुना हैं। पुरानी बेलनाकार कोशिकाओं का व्यास 21 मिमी और ऊंचाई 70 मिमी है, इसलिए नाम। 4680 कोशिकाओं में 46 मिमी व्यास होता है और 80 मिमी ऊंचे होते हैं।

सूत्रों ने कहा कि पुरानी तकनीक के साथ, टेस्ला को मॉडल वाई को शक्ति देने के लिए लगभग 4,400 कोशिकाओं की आवश्यकता होती है और 17,600 अंक होते हैं जिन्हें वेल्ड करने की आवश्यकता होती है – चार प्रति सेल – एक पैक बनाने के लिए जिसे कार में एकीकृत किया जा सकता है, सूत्रों ने कहा।

4680 बैटरी पैक को केवल 830 कोशिकाओं की आवश्यकता होती है और टेस्ला ने डिज़ाइन को बदल दिया है ताकि प्रति सेल केवल दो वेल्ड पॉइंट हों, वेल्डिंग को घटाकर 1,660 अंक कर दें और महत्वपूर्ण लागत बचत करें।

सरल डिजाइन का मतलब यह भी है कि कम कनेक्टर और अन्य घटक हैं, जिसने टेस्ला को श्रम लागत और मशीन समय पर और बचत करने की अनुमति दी है।

दक्षता का एक अन्य स्रोत बड़े सेल का अधिक मजबूत बाहरी मामला रहा है। टेस्ला अब चिपकने के साथ कोशिकाओं को एक कठोर मधुकोश जैसे पैक में बाँध सकती है जो तब मॉडल Y की आंतरिक शारीरिक संरचना से सीधे जुड़ा होता है।

सूत्रों ने कहा कि यह बड़े मॉड्यूल में कोशिकाओं को बंडल करने के मध्यवर्ती चरण को समाप्त करता है, जिसे बाद में एक पारंपरिक बैटरी पैक में स्थापित किया जाता है।

सूत्रों में से एक ने कहा कि इस “सेल टू व्हीकल” डिजाइन में बदलाव करके, टेस्ला पारंपरिक 1,200 पाउंड के बैटरी पैक के वजन को 55 पाउंड या उससे अधिक कम कर सकता है – लगभग $ 500 से $ 600 प्रति पैक की बचत।

लेकिन ड्राई-कोटिंग तकनीक में महारत हासिल करना पवित्र कब्र है।

एक सूत्र ने कहा, “बैटरी सेल को बढ़ाने से दक्षता बढ़ाने में बहुत मदद मिली, लेकिन सेल के लिए 50% लागत बचत पर जोर देना एक और मामला है।”

“यह इस बात पर निर्भर करेगा कि क्या टेस्ला किसी कारखाने में ड्राई-कोटिंग प्रक्रिया को सफलतापूर्वक लागू कर सकती है।”



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