Dr batré ceramah ngeunaan accu: Tesla 4680 batré

Tina batré sabeulah BYD, ka batré bébas kobalt Honeycomb Energy, teras ka batré natrium-ion jaman CATL, industri batré kakuatan parantos ngalaman inovasi kontinyu.23 Séptémber 2020 - Poé Batré Tesla, CEO Tesla Elon Musk nunjukkeun ka dunya batré anyar - batré 4680.

 

gambar

Saméméhna, ukuran batré litium cylindrical utamina 18650 sareng 21700, sareng 21700 ngagaduhan 50% langkung énergi tibatan 18650.Batré 4680 ngagaduhan lima kali kapasitas sél batré 21700, sareng batré énggal tiasa ngirangan biaya per kilowatt-jam sakitar 14% sareng ningkatkeun rentang pelayaran ku 16%.

gambar

Kasturi bluntly nyatakeun yén batré ieu bakal nyieun mobil listrik $ 25.000 mungkin.

Janten, ti mana asalna batré anu menacing ieu?Salajengna, urang analisa aranjeunna hiji-hiji.

1. Naon batré 4680?

Cara Tesla pikeun ngaranan batré kakuatan saderhana pisan sareng lugas.Batré 4680, sakumaha nami nunjukkeun, nyaéta batré silinder kalayan diaméter sél tunggal 46mm sareng jangkungna 80mm.

gambar

Tilu ukuran béda tina accu cylindrical litium-ion

Sapertos anu katingali tina gambar, dibandingkeun sareng batré 18650 asli sareng batré 21700 Tesla, batré 4680 sapertos lalaki jangkung sareng kuat.

Tapi batré 4680 henteu ngan ukur parobahan ukuran, Tesla parantos ngalebetkeun seueur téknologi anyar pikeun ningkatkeun kinerja.

Kadua, téknologi anyar 4680 batré

1. Desain ceuli electrodeless

Sacara intuitif, rarasaan pangbadagna ti 4680 nyaéta yén éta langkung ageung.Janten naha pabrik-pabrik sanés henteu ngajantenkeun batréna langkung ageung baheula.Ieu kusabab volume anu langkung ageung sareng langkung luhur énergi, panasna langkung hese dikontrol sareng langkung ageung ancaman kaamanan tina kaduruk sareng ledakan.

Tesla tétéla ogé nyandak ieu kana tinimbangan.

Dibandingkeun sareng batré cylindrical saméméhna, inovasi struktural pangbadagna batré 4680 nyaéta lug electrodeless, ogé katelah lug pinuh.Dina batré cylindrical tradisional, foil tambaga positip sareng négatip sareng separator aluminium foil ditumpuk sareng tatu.Pikeun narik kaluar éléktroda, kawat timah disebut tab dilas kana dua tungtung foil tambaga jeung aluminium foil.

Panjang pungkal batré 1860 tradisional nyaéta 800mm.Nyandak foil tambaga kalayan konduktivitas anu langkung saé sabagé conto, panjang tab pikeun ngarahkeun listrik kaluar tina foil tambaga nyaéta 800mm, anu sami sareng arus anu ngalangkungan kawat panjang 800mm.

Ku itungan, résistansi kira-kira 20mΩ, panjang pungkal batré 2170 sakitar 1000mm, sareng résistansi sakitar 23mΩ.Éta tiasa gampang dirobih yén pilem anu ketebalan anu sami kedah digulung kana batré 4680, sareng panjangna pungkal sakitar 3800mm.

Aya seueur kalemahan pikeun ningkatkeun panjang pungkal.Éléktron kedah ngarambat jarak anu langkung jauh pikeun ngahontal tab dina kadua tungtung batré, résistansi bakal ningkat, sareng batré bakal langkung gampang panas.Kinerja batré bakal nguraikeun sareng malah nyiptakeun masalah kaamanan.Pikeun nyepetkeun jarak anu ditempuh ku éléktron, batré 4680 ngagunakeun téknologi ceuli electrodeless.

Tab electrodeless henteu gaduh tab, tapi janten sadayana kolektor ayeuna janten tab, jalur konduktif henteu deui gumantung kana tab, sareng arus ditransferkeun tina transmisi gurat sapanjang tab ka pelat kolektor ka transmisi longitudinal. kolektor ayeuna.

Sakabéh panjang conductive geus robah tina 800 mun 1000mm of 1860 atawa 2170 tambaga foil panjangna ka 80mm (jangkungna batré).Résistansi diréduksi jadi 2mΩ, sareng konsumsi résistansi internal diréduksi tina 2W ka 0.2W, anu langsung dikirangan ku urutan gedéna.

Desain ieu greatly ngurangan impedansi batré jeung solves masalah pemanasan batré cylindrical.

Di hiji sisi, téknologi ceuli electrodeless ngaronjatkeun aréa konduksi ayeuna, shortens jarak konduksi ayeuna, sarta greatly ngurangan résistansi internal batré;pangurangan résistansi internal tiasa ngirangan fenomena offset ayeuna sareng manjangkeun umur batre;réduksi résistansi ogé bisa ngurangan generasi panas, sarta éléktroda conductive palapis Wewengkon kontak éféktif antara lapisan jeung cap tungtung batré bisa ngahontal 100%, nu bisa ngaronjatkeun kapasitas dissipation panas.

Batré 4680 ngadopsi jinis téknologi ceuli electrodeless énggal dina hal struktur sél, anu tiasa ngirangan biaya sareng ningkatkeun efisiensi.Di sisi anu sanésna, prosés las tina tab dileungitkeun, efisiensi produksi ningkat, sareng tingkat cacad anu disababkeun ku las tiasa dikirangan dina waktos anu sami.

gambar

diagram skéma tina monopole jeung struktur full-kutub

2. Digabungkeun jeung téhnologi CTC

Sacara umum, langkung ageung ukuran batré, langkung sakedik batré kedah dipasang dina kendaraan anu sami.Kalayan 18650 sél, Tesla peryogi 7100 sél.Lamun make 4680 accu, Anjeun ngan perlu 900 accu.

Pangsaeutikna batréna, langkung gancang aranjeunna tiasa dirakit, langkung luhur efisiensi, langkung sakedik kasempetan masalah dina tautan perantara, sareng hargana langkung mirah.Numutkeun kana Tesla, 4680 ageung tiasa ngirangan harga produksi batré ku 14%.

Pikeun ningkatkeun kapadetan énergi batré, batré 4680 bakal digabungkeun sareng téknologi CTC (Cell to Chassis).Ieu pikeun ngahijikeun sél batré langsung kana chassis nu.Ku ngahapus lengkep modul sareng bungkus batré, sél batré janten langkung kompak, jumlah bagian batré bakal dikirangan pisan, sareng panggunaan rohangan sasis ogé bakal ningkat pisan.

CTC boga sarat nu tangtu dina kakuatan struktural batréna.Batré sorangan kudu nanggung loba kakuatan mékanis.Dibandingkeun sareng 18650 sareng 2170 batré, batré tunggal 4680 gaduh kakuatan struktural anu langkung ageung sareng kakuatan struktural anu langkung luhur, sareng batré cangkang kuadrat umum nyaéta cangkang aluminium.Cangkang 4680 dijieunna tina stainless steel, sarta kakuatan struktural alamiah dijamin.

Dibandingkeun jeung batré cangkang pasagi, perenah batré cylindrical bakal leuwih fleksibel, bisa adaptasi jeung rupa-rupa chassis béda, sarta bisa hadé digabungkeun jeung situs.

Nurutkeun kana panalungtikan sarta judgment tina "EMF", téhnologi CTC tuyere tina kandaraan énergi anyar dina 2022, sarta eta oge garpu di jalan.

Integrasi batré kana awak bisa nyieun pangropéa wahana pisan pajeulit, sarta batréna hese ngagantikeun mandiri.Harga jasa saatos penjualan bakal ningkat, sareng biaya ieu bakal langsung disalurkeun ka konsumén, sapertos biaya asuransi.Sanajan kasturi ngaklaim yén maranéhna geus dirancang rel perbaikan nu bisa motong sarta diganti, éta bakal butuh waktu ningali kumaha ogé éta bakal jalan.

Loba pausahaan mobil geus diusulkeun sorangan CTC solusi teknis, sabab teu ukur rearranges batréna, tapi ogé perlu ngarobah struktur awak.Ieu patali jeung re-divisi tanaga gawé dina ranté suplai industri patali.

CTC ngan ukur jalur téknis.Ieu mangrupakeun awak batré terpadu, unchanged disassembly.Aya téknologi anu sanés - swap batré.Téknologi swap batré gampang dibongkar, tapi batréna nyumbang kana kakuatan batré.Kumaha carana milih dua rute ieu mangrupa kaulinan antara suppliers batré jeung OEMs.

gambar

gambar

téhnologi CTC digabungkeun jeung 4680 batré

3. Inovasi dina prosés produksi batré, katoda jeung bahan anoda

Tesla bakal ngagunakeun prosés éléktroda batré garing, tinimbang ngagunakeun pangleyur a, jumlah leutik (ngeunaan 5-8%) tina hiji bubuk PTFE binder finely dicampurkeun jeung bubuk éléktroda positif / négatip, dialirkeun hiji extruder pikeun ngabentuk strip ipis. bahan éléktroda, lajeng A strip bahan éléktroda ieu laminated ka kolektor ayeuna foil logam pikeun ngabentuk éléktroda rengse.

Batré anu dihasilkeun ku cara ieu langkung ramah lingkungan.Sareng prosés ieu bakal ningkatkeun dénsitas énergi batré sareng ngirangan konsumsi énérgi produksi ku 10 kali.Téknologi éléktroda garing sigana bakal janten patokan téknologi pikeun generasi salajengna.

Téknologi éléktroda garing batré Tesla 4680

Dina hal bahan katoda, Tesla nyarios yén éta ogé bakal ngaleungitkeun unsur kobalt dina katoda.Kobalt mahal sareng langka.Éta ngan ukur tiasa ditambang di sababaraha nagara di dunya, atanapi di nagara Afrika anu teu stabil sapertos Kongo.Upami batréna leres-leres tiasa ngaleungitkeun unsur kobalt, éta tiasa disebatkeun janten inovasi téknologi utama.

gambar

Kobalt

Dina hal bahan anoda, Tesla bakal mimitian ku bahan silikon sareng nganggo langkung seueur silikon pikeun ngagentos grafit anu ayeuna dianggo.Kapasitas spésifik téoritis tina éléktroda négatip dumasar silikon saluhur 4200mAh / g, anu sapuluh kali langkung luhur tibatan éléktroda négatip grafit.Tapi, éléktroda négatif dumasar silikon ogé gaduh masalah sapertos ékspansi volume silikon anu gampang, konduktivitas listrik anu goréng, sareng leungitna muatan-muatan awal anu ageung.

Ku alatan éta, perbaikan kinerja bahan sabenerna pikeun manggihan kasaimbangan antara dénsitas énergi jeung stabilitas, sarta produk anoda basis silikon ayeuna doped kalawan silikon jeung grafit pikeun pamakéan komposit.

Tesla ngarencanakeun fundamentally ngarobah malleability tina beungeut silikon sangkan eta kirang rawan pegatna, téhnologi nu teu ngan ngamungkinkeun accu ngecas gancang, tapi ogé ngaronjatkeun umur batre ku 20 persen.Tesla ngaranna bahan anyar "Tesla Silicon", sarta hargana $ 1,2 / KWh, nu ngan hiji-kasapuluh tina prosés silikon terstruktur aya.

Anoda basis silikon dianggap salaku bahan anoda batré litium generasi saterusna.

Sababaraha model dina pasaran geus dimimitian ngagunakeun bahan anoda basis silikon.Model sapertos Tesla Model 3 parantos ngalebetkeun sajumlah leutik silikon dina éléktroda négatip.Anyar-anyar ieu, modél GAC AION LX Plus diluncurkeun.Versi Qianli dilengkepan téknologi batré chip anoda silikon bolu, anu tiasa ngahontal umur batre 1,000 kilométer.

gambar

4680 batré anoda silikon

Pikeun nyimpulkeun kaunggulan téknologi batré 4680 nyaéta tiasa ningkatkeun kinerja bari ngirangan biaya.

3. Dampak jauh tina 4680 accu

Batré 4680 sanés révolusi téknologi subversif, sanés terobosan dina kapadetan énergi, tapi langkung seueur inovasi dina téknologi prosés.

Tapi, didorong ku Tesla, pikeun pola ayeuna pasar énergi anyar, produksi 4680 batré bakal ngarobah pola batré aya.Industri inevitably bakal set off gelombang badag-volume accu cylindrical.

Numutkeun laporan, Panasonic ngarencanakeun pikeun ngamimitian produksi masal 4680 batré kapasitas ageung pikeun Tesla dina awal 2023.Investasi anyar bakal saluhur 80 milyar yen (kira-kira US $ 704 juta).Samsung SDI jeung LG Energy ogé geus ngagabung ngembangkeun batré 4680.

Domestically, Yiwei Lithium Energy ngumumkeun yén anak perusahaan na Yiwei Power ngarencanakeun ngawangun garis produksi batré cylindrical badag 20GWh pikeun kandaraan panumpang di Jingmen High-tech Zona.Batré BAK jeung Honeycomb Energy ogé bakal asup kana widang accu cylindrical badag.BMW jeung CATL ogé aktip deploying accu cylindrical badag, sarta pola dasar geus ditangtukeun.

Tata Letak Batré Silinder Pabrikan Batré

Kaopat, gaya electromotive boga hal ngomong

Inovasi struktural batré cylindrical ageung pasti bakal ngamajukeun pamekaran industri batré kakuatan.Éta henteu saderhana sapertos ngan ukur ningkatkeun tina batré ka-5 ka batré ka-1.Awak gendutna gaduh patarosan anu hébat.

Biaya batréna ngadeukeutan 40% tina biaya sadayana kendaraan.Pentingna batré salaku "jantung" téh timer dibuktikeun.Nanging, ku popularitas kendaraan énérgi énggal, paménta batré ningkat unggal dinten, sareng harga bahan naék.Inovasi batré parantos janten cara anu penting pikeun ngembangkeun perusahaan mobil.

Kalayan pamekaran téknologi anu aya hubunganana sareng batré, kandaraan listrik anu hargana caket pisan!


waktos pos: Jun-13-2022