Soti nan batri lam BYD a, nan batri Honeycomb Energy a san Cobalt, ak Lè sa a, nan batri a sodyòm-ion nan epòk la CATL, endistri batri pouvwa a te fè eksperyans inovasyon kontinyèl.23 septanm 2020 - Tesla Battery Day, Tesla CEO Elon Musk te montre mond lan yon nouvo batri - batri 4680 la.
Précédemment, gwosè pil ityòm silendrik yo te sitou 18650 ak 21700, ak 21700 te gen 50% plis enèji pase 18650.4680 batri a gen senk fwa kapasite selil batri 21700 la, ak nouvo batri a ka diminye pri a pou chak kilowat-èdtan pa apeprè 14% epi ogmante seri a krwazyèr pa 16%.
Musk te deklare briskeman ke batri sa a pral fè yon machin elektrik $ 25,000 posib.
Se konsa, ki kote batri menasan sa a soti?Apre sa, nou analize yo youn pa youn.
1. Ki sa ki se yon batri 4680?
Fason Tesla pou nonmen pil pouvwa yo trè senp epi dwat.Batri a 4680, jan non an sijere, se yon batri silendrik ak yon sèl dyamèt selil 46mm ak yon wotè 80mm.
Twa diferan gwosè pil ityòm-ion silendrik
Kòm ka wè nan foto a, konpare ak batri orijinal 18650 Tesla a ak batri 21700, batri a 4680 sanble yon nonm wo ak fò.
Men, batri a 4680 se pa sèlman yon chanjman gwosè, Tesla te enkòpore yon anpil nan nouvo teknoloji amelyore pèfòmans.
Dezyèmman, nouvo teknoloji a nan 4680 batri
1. Electrodeless konsepsyon zòrèy
Entwisyon, pi gwo santiman 4680 la se ke li pi gwo.Se konsa, poukisa lòt manifaktirè pa t fè batri a pi gwo nan tan lontan an.Sa a se paske pi gwo volim la ak pi wo enèji a, chalè a pi difisil pou kontwole ak pi gwo menas sekirite a soti nan boule ak eksplozyon.
Tesla te aparamman pran sa a an konsiderasyon tou.
Konpare ak batri silendrik anvan an, pi gwo inovasyon estriktirèl batri 4680 la se pakèt electrodeless, ke yo rele tou pakèt plen.Nan yon batri tradisyonèl silendrik, papye kwiv pozitif ak negatif ak separateur papye aliminyòm yo anpile ak blese.Yo nan lòd yo trase soti elektwòd yo, se yon fil plon ki rele tab la soude nan de bout yo nan papye a kòb kwiv mete ak papye a aliminyòm.
Longè likidasyon yon batri tradisyonèl 1860 se 800mm.Lè w pran papye kwiv la ak pi bon konduktiviti kòm egzanp, longè onglè yo mennen elektrisite a soti nan papye kwiv la se 800mm, ki ekivalan a aktyèl la pase nan fil la 800mm long.
Pa kalkil, rezistans a se sou 20mΩ, longè likidasyon batri a 2170 se sou 1000mm, ak rezistans a se sou 23mΩ.Li ka fasil konvèti ke fim nan menm epesè bezwen yo dwe woule nan yon batri 4680, ak longè a likidasyon se sou 3800mm.
Gen anpil dezavantaj pou ogmante longè likidasyon an.Elektwon yo bezwen vwayaje yon distans ki pi long yo rive jwenn onglè yo nan tou de bout nan batri a, rezistans a ap ogmante, ak batri a ap gen plis tandans fè chalè.Pèfòmans batri a pral degrade e menm kreye pwoblèm sekirite.Pou vin pi kout distans elektwon yo vwayaje, batri 4680 a sèvi ak teknoloji zòrèy electrodeless.
Tab electrodeless pa gen okenn onglet, men vire tout pèseptè aktyèl la nan yon tab, chemen an kondiktif pa depann ankò sou tab la, ak aktyèl la transfere soti nan transmisyon lateral la ansanm tab la nan plak la pèseptè nan transmisyon longitudinal la nan. pèseptè aktyèl la.
Longè kondiktif la tout antye te chanje soti nan 800 a 1000mm nan 1860 oswa 2170 longè papye kwiv a 80mm (wotè batri).Rezistans la redwi a 2mΩ, ak konsomasyon rezistans entèn la redwi soti nan 2W a 0.2W, ki se dirèkteman redwi pa yon lòd nan grandè.
Konsepsyon sa a anpil diminye enpedans batri a epi rezoud pwoblèm chofaj batri silendrik la.
Sou yon bò, teknoloji zòrèy electrodeless ogmante zòn kondiksyon aktyèl la, diminye distans kondiksyon aktyèl la, epi redwi anpil rezistans entèn batri a;rediksyon rezistans entèn la ka diminye fenomèn konpanse aktyèl la ak pwolonje lavi batri a;rediksyon rezistans lan kapab tou redwi jenerasyon chalè a, ak kouch kondiktif elektwòd la Zòn kontak efikas ant kouch la ak bouchon fen batri a ka rive 100%, sa ki ka amelyore kapasite dissipation chalè a.
4680 batri a adopte yon nouvo kalite teknoloji zòrèy electrodeless an tèm de estrikti selil, sa ki ka diminye depans ak ogmante efikasite.Nan lòt men an, pwosesis la soude nan onglè yo omisyon, efikasite pwodiksyon an amelyore, ak pousantaj la domaj ki te koze pa soude ka redwi an menm tan an.
Dyagram chema nan estrikti monopòl ak plen-pol
2. Konbine ak teknoloji CTC
Anjeneral pale, pi gwo gwosè batri a, mwens pil yo bezwen enstale nan menm machin nan.Avèk 18650 selil, yon Tesla bezwen 7100 selil.Si w itilize 4680 pil, ou bezwen sèlman 900 pil.
Pi piti pil yo, pi vit yo ka reyini, pi wo efikasite a, mwens chans pou pwoblèm nan lyen entèmedyè yo, ak pri a pi bon mache.Dapre Tesla, gwo 4680 la ka diminye pri pwodiksyon pil pa 14%.
Yo nan lòd yo amelyore dansite enèji nan pake batri a, batri a 4680 pral konbine avèk teknoloji CTC (Selil nan chasi).Li se entegre selil batri yo dirèkteman nan chasi a.Lè yo retire konplètman modil yo ak pake batri, selil batri yo vin pi kontra enfòmèl ant, kantite pati batri yo pral redwi anpil, epi itilizasyon espas chasi a pral amelyore anpil tou.
CTC gen sèten kondisyon sou fòs estriktirèl batri a.Batri a li menm gen pou pote anpil fòs mekanik.Konpare ak pil 18650 ak 2170, 4680 sèl batri a gen yon pi gwo fòs estriktirèl ak pi wo fòs estriktirèl, ak batri jeneral kare kare a se yon koki aliminyòm.Se koki 4680 la te fè nan asye pur, ak fòs nannan estriktirèl la garanti.
Konpare ak batri a koki kare, Layout batri a silendrik pral pi fleksib, ka adapte yo ak yon varyete de chasi diferan, epi yo ka pi byen konbine avèk sit la.
Dapre rechèch la ak jijman nan "EMF", teknoloji CTC se tuyere a nan machin enèji nouvo nan 2022, epi li se tou yon fouchèt nan wout la.
Entegrasyon batri a nan kò a ka fè antretyen an nan veyikil la trè konplike, ak batri a difisil pou ranplase poukont li.Pri sèvis apre lavant yo ap ogmante, epi depans sa yo pral dirèkteman pase bay konsomatè yo, tankou depans asirans.Malgre ke Musk reklamasyon ke yo te fèt ray reparasyon ki ka koupe ak ranplase, li pral pran tan yo wè kouman li pral travay.
Anpil konpayi machin yo te pwopoze pwòp solisyon teknik CTC yo, paske li pa sèlman reranje batri a, men tou, li bezwen chanje estrikti kò a.Sa a gen rapò ak re-divizyon travay nan chèn ekipman pou endistri ki gen rapò.
CTC se jis yon wout teknik.Li se yon kò batri entegre, ki pa chanje demonte.Gen yon lòt teknoloji atravè li - echanj batri.Teknoloji swap batri a fasil pou demonte, men batri a fè yon gwo kontribisyon nan fòs batri a.Ki jan yo chwazi de wout sa yo se yon jwèt ant founisè batri ak OEMs.
Teknoloji CTC konbine avèk batri 4680
3. Inovasyon nan pwosesis pwodiksyon batri, materyèl katod ak anod
Tesla pral sèvi ak pwosesis elektwòd batri sèk la, olye pou yo itilize yon sòlvan, yon ti kantite (apeprè 5-8%) nan yon lyan PTFE tise byen an poud melanje ak poud elektwòd pozitif / negatif, pase nan yon extruder pou fòme yon teren mens nan materyèl elektwòd, ak Lè sa a, Yon teren nan materyèl elektwòd te laminated nan yon pèseptè aktyèl papye metal yo fòme elektwòd la fini.
Batri ki pwodui nan fason sa a se pi plis zanmitay anviwònman an.Ak pwosesis sa a pral ogmante dansite enèji nan batri a epi redwi konsomasyon enèji nan pwodiksyon pa 10 fwa.Teknoloji lektwòd sèk gen chans rive nan vin referans teknolojik pou pwochen jenerasyon an.
Tesla 4680 batri sèk elektwòd teknoloji
An tèm de materyèl katod, Tesla te di ke li pral tou retire eleman Cobalt nan katod la.Cobalt se chè ak ra.Li ka sèlman min nan trè kèk peyi nan mond lan, oswa nan peyi Afriken enstab tankou Kongo.Si batri a ka reyèlman retire eleman cobalt la, li ka di ke se yon gwo inovasyon teknolojik.
Cobalt
An tèm de materyèl anod, Tesla pral kòmanse ak materyèl Silisyòm epi sèvi ak plis Silisyòm pou ranplase grafit yo itilize kounye a.Kapasite teyorik espesifik nan elektwòd negatif ki baze sou Silisyòm se kòm yon wo 4200mAh / g, ki se dis fwa pi wo pase sa yo ki nan elektwòd negatif grafit la.Sepandan, elektwòd negatif ki baze sou Silisyòm tou gen pwoblèm tankou ekspansyon volim fasil nan Silisyòm, pòv konduktiviti elektrik, ak gwo pèt chaj-egzeyat inisyal.
Se poutèt sa, amelyorasyon nan pèfòmans nan materyèl se aktyèlman jwenn yon balans ant dansite enèji ak estabilite, ak aktyèl pwodwi Silisyòm ki baze sou anod yo doped ak Silisyòm ak grafit pou itilize konpoze.
Tesla planifye fondamantalman chanje malleabilite nan sifas Silisyòm pou fè li mwens tandans fè rupture, yon teknoloji ki pa sèlman pèmèt pil chaje pi vit, men tou, ogmante lavi batri a pa 20 pousan.Tesla te rele nouvo materyèl la "Tesla Silisyòm", ak pri a se $ 1.2 / KWh, ki se sèlman yon dizyèm nan pwosesis la ki deja egziste estriktire Silisyòm.
Silisyòm ki baze sou anod yo konsidere kòm pwochen jenerasyon ityòm batri anod materyèl yo.
Kèk modèl sou mache a te kòmanse sèvi ak materyèl anod ki baze sou Silisyòm.Modèl tankou Tesla Model 3 deja enkòpore ti kantite Silisyòm nan elektwòd negatif la.Dènyèman, modèl GAC AION LX Plus te lanse.Qianli vèsyon an ekipe ak teknoloji batri chip anod eponj Silisyòm, ki ka reyalize 1,000 kilomèt nan lavi batri.
4680 batri Silisyòm anod
Pou rezime avantaj ki genyen nan teknoloji batri 4680 se ke li ka amelyore pèfòmans pandan y ap diminye depans yo.
3. Enpak la byen lwen 4680 pil
4680 batri a se pa yon revolisyon teknolojik sibvèsif, se pa yon zouti nan dansite enèji, men plis nan yon inovasyon nan teknoloji pwosesis.
Sepandan, kondwi pa Tesla, pou modèl aktyèl la nan nouvo mache enèji a, pwodiksyon 4680 pil pral chanje modèl batri ki deja egziste.Endistri a pral inevitableman deklanche yon vag gwo volim pil silendrik.
Selon rapò, Panasonic planifye pou kòmanse pwodiksyon an mas 4680 pil gwo kapasite pou Tesla nan kòmansman 2023.Nouvo envestisman an pral rive jiska 80 milya dola Yen (apeprè 704 milyon dola ameriken).Samsung SDI ak LG Energy te tou ansanm devlopman batri 4680 la.
Domestikman, Yiwei Lityòm Enèji te anonse ke sipòtè li Yiwei Power plan yo bati yon 20GWh gwo liy pwodiksyon batri silendrik pou machin pasaje yo nan Zòn gwo teknoloji Jingmen.BAK Battery ak Honeycomb Energy pral tou antre nan jaden an nan gwo pil silendrik.BMW ak CATL yo tou aktivman deplwaye gwo pil silendrik, epi yo te detèmine modèl debaz la.
Layout batri silendrik manifaktirè batri yo
Katriyèm, fòs electromotive a gen yon bagay pou di
Inovasyon nan estriktirèl nan gwo batri a silendrik pral san dout ankouraje devlopman nan endistri a batri pouvwa.Li pa senp tankou jis amelyore soti nan 5yèm batri a nan 1ye batri a.Kò gra li gen gwo kesyon.
Pri a nan batri a se tou pre 40% nan pri a nan machin nan antye.Enpòtans batri a kòm "kè a" se evidan.Sepandan, ak popilarite a nan machin enèji nouvo, demann lan pou pil ap ogmante jou pa jou, ak pri a nan materyèl ap monte.Inovasyon nan pil te vin tounen yon fason enpòtan pou konpayi machin yo devlope.
Ak devlopman nan teknoloji ki gen rapò ak batri, machin elektrik abòdab yo jis alantou kwen an!
Tan pòs: Jun-13-2022