Buzz
Mô hình kinh doanh đột phá của Tesla dựa trên sự tiên tiến của công nghệ pin cũng như việc làm giảm giá thành của cục pin, những yếu tố quyết định cho sự thành công của mỗi chiếc xe Tesla. Khi Tesla ra đời vào năm 2003, họ chỉ có khả năng sản xuất ra một chiếc xe thể thao chạy điện với giá lên tới hàng trăm nghìn đô la. 15 năm trôi qua, việc sản xuất ra những viên pin rẻ hơn và mạnh mẽ hơn đã giúp Tesla từng bước biến ước mơ về xe điện thành hiện thực.
Trong một sự kiện diễn ra năm ngoái, Tesla cho biết những đổi mới về pin đã giúp họ giảm tới 56% chi phí sản xuất mỗi kWh cho cục pin của mình. Elon Musk tự tin chia sẻ: “Chúng tôi tin tưởng rằng chúng tôi có thể phát triển và sản xuất những chiếc xe điện có giá chỉ từ 25.000 đô la Mỹ', và ông nhấn mạnh rằng điều này có thể trở thành hiện thực chỉ trong vòng 3 năm tới.
Elon Musk, một nhà tạo động lực với những lời hứa, vì vậy thời gian được đề cập chỉ nên được xem xét, nhưng không phải là điều không thể thực hiện được.
Nói về việc giảm chi phí 56% trong vòng 3 năm, nghe có vẻ lớn lao, nhưng theo BloombergNEF, giá thành của 1 kWh pin đã giảm từ $1160 vào năm 2010 xuống còn $153 vào năm 2019. Sự giảm giá này, 8 lần trong 9 năm, tức là mỗi 3 năm giá pin giảm đi một nửa.
Vũ khí bí mật của Tesla: tích hợp theo chiều dọc
Mức giảm giá 56% mà Tesla nhấn mạnh không chỉ đến từ một công nghệ hoặc cải tiến duy nhất. Đó là kết quả của sự kết hợp giữa các tiến bộ trong lĩnh vực hóa học, thiết kế cell pin, quy trình sản xuất cell, cũng như cách tích hợp pin vào ô tô.
Trước đây, Tesla sử dụng cell pin được sản xuất bởi Panasonic tại Gigafactory, một siêu nhà máy mà Tesla và Panasonic cùng xây dựng tại Nevada. Tesla cho biết họ sẽ tiếp tục hợp tác với Panasonic và các nhà cung cấp cell pin khác, nhưng với nhu cầu tăng cao, Tesla sẽ tự sản xuất cell pin. Dự kiến, Tesla sẽ sản xuất 100GHw cell pin vào năm 2022 và tăng lên đến 3.000GWw vào năm 2030. Để so sánh, công suất sản xuất cell pin tại Gigafactory vào giữa năm 2018 là 20GHw.
Tesla đang triển khai một kế hoạch cực kỳ tham vọng để sản xuất cell pin mới. Họ sẽ sử dụng các hóa chất mới, bao gồm việc thay thế cobalt bằng nickel nhằm giảm chi phí.
Ngoài ra, Tesla cũng cải thiện quy trình sản xuất của mình. Drew Baglino, phó chủ tịch mảng kỹ thuật năng lượng của Tesla, đã so sánh ngành sản xuất nước đóng chai. Các nhà sản xuất nước đóng chai tìm cách tối ưu hóa sản lượng bằng cách giữ cho chai luôn di chuyển liên tục. Để làm điều này, cần sự đồng bộ giữa nhà sản xuất chai và nước. Tesla cũng vậy, họ tập trung vào việc tạo ra những cell pin tốt nhất và các công cụ sản xuất hiệu quả nhất. Nhờ đó, Tesla có thể đạt được sản lượng cao mỗi phút.
Baglino nhấn mạnh rằng việc họ làm việc chặt chẽ với nhóm thiết kế máy móc sản xuất là chìa khóa để tăng sản lượng. “Chúng tôi có thể thiết kế tất cả các máy cần thiết thành một, loại bỏ tất cả các bước không cần thiết”. Kết quả là sản lượng pin tăng 7 lần.Cell pin không cần tab, và đi làm khai khoáng luôn
Với cấu trúc pin tròn, hai cực âm và dương của pin sẽ được quấn chặt lấy nhau. Trong loại pin này, có một thành phần được gọi là “tab”, đây là một linh kiện kim loại được hàn vào các cực pin. Quá trình sản xuất tab rất phức tạp và có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu suất của pin. Ví dụ, tab có thể xuyên qua các lớp cực âm và dương gây ra tình trạng đoản mạch, có thể dẫn đến cháy nổ.
Tesla đã công bố rằng họ đã phát triển thành công công nghệ tạo ra pin không cần tab. Điều này không chỉ dễ dàng sản xuất hơn, ít có nguy cơ quá nhiệt hơn, mà còn giảm bớt một bước trong quy trình sản xuất, giảm thiểu thời gian các cell pin phải dừng lại khi đi qua dây chuyền sản xuất đa công đoạn. Dưới đây là hình ảnh của cell pin không cần tab mà Tesla đã công bố.
Tesla cũng tiết lộ rằng họ đang xem xét việc tham gia vào hoạt động khai thác khoáng sản. Hiện nay, việc khai thác lithium chủ yếu diễn ra ngoài nước Mỹ, trong khi thực tế, ở Mỹ không thiếu nguồn tài nguyên lithium. Elon Musk cho biết lithium có thể được tìm thấy ở nhiều vùng trên thế giới và thậm chí ngay cả tại sa mạc Nevada cũng có đủ lithium để sản xuất đủ số lượng xe điện cho toàn bộ nước Mỹ. Vì vậy, Tesla đang lên kế hoạch mở một khu vực khai thác lithium riêng với diện tích khoảng 10.000 hecta. “Tuy nhiên, quá trình khai thác khoáng sản là một quá trình nhạy cảm với môi trường, chúng tôi sẽ khai thác lithium, rồi tái tạo đất trở lại với trạng thái ban đầu”, Elon Musk nói.“Vẫn còn rất nhiều công việc phải thực hiện”
Cực âm và dương của pin thực chất là các tấm kim loại mỏng được bao phủ bởi nhiều vật liệu khác nhau bao gồm nickel, cobalt, lithium và nhiều thành phần khác, sau đó chúng sẽ được tráng một mặt. Quá trình này yêu cầu sử dụng nhiều lò sấy và máy móc phức tạp để khô và thu hồi dung môi khi thực hiện trên quy mô lớn. Năm ngoái, Tesla mua công ty pin Maxwell, đã phát triển một phương pháp làm khô để áp dụng vào việc tráng phủ điện cực. Thay vì sử dụng dung dịch, Maxwell sử dụng bột khô trực tiếp lên tấm kim loại điện cực. Điều này giúp loại bỏ nhiều bước trong quy trình sản xuất và không cần sử dụng các dung dịch độc hại. Tesla ước tính việc chuyển đổi sang phương pháp mới này có thể giảm kích thước nhà máy đi 10 lần và tiêu thụ điện của quy trình tráng phủ cũng giảm đi 10 lần. Elon Musk cũng thừa nhận rằng mặc dù quy trình này có vẻ đơn giản, nhưng khi sản xuất trên quy mô lớn, công nghệ của Maxwell vẫn còn phải được hoàn thiện.Thay đổi cấu trúc pin
Tesla đang lên kế hoạch thay đổi thiết kế của xe điện để có thể tích hợp nhiều pin hơn với chi phí thấp hơn. Musk lấy ví dụ rằng, như các máy bay hiện đại sử dụng không gian bên trong cánh máy bay để lưu trữ nhiên liệu nhằm gia tăng tầm bay. Hiện nay, các chiếc xe Tesla đang sử dụng hai tấm ván đặt ở phần gần gầm xe để chứa pin. Hai tấm này được kết nối bằng các cột nâng để hỗ trợ, và các cell pin được đặt giữa các cột nâng này.
Trong thiết kế mới, chính các cell pin sẽ trở thành các trụ nâng hỗ trợ cho khay pin. Pin sẽ được gắn vào các tấm ván trên và dưới của xe bằng một loại keo đặc biệt. Điều này giúp truyền lực giữa các tấm ván.
Việc loại bỏ các trụ nâng không chỉ giảm trọng lượng và chi phí, mà còn cho phép các cell pin được sắp xếp gần nhau hơn và khay pin có thể tiếp xúc với cạnh xe nhiều hơn. Musk cho biết điều này cũng giúp giảm nguy cơ cháy nổ, đặc biệt là trong các vụ tai nạn giao thông. Tesla dự tính rằng thiết kế mới sẽ giảm chi phí lắp ráp pin xuống 7%.
