Vun der BYD Blade Batterie, op Honeycomb Energy's kobaltfräi Batterie, an dann op d'Natrium-Ion Batterie vun der CATL Ära, huet d'Muecht Batterie Industrie kontinuéierlech Innovatioun erlieft.September 23, 2020 - Tesla Battery Day, Tesla CEO Elon Musk huet der Welt eng nei Batterie gewisen - d'4680 Batterie.
Virdrun waren d'Gréissten vun zylindresche Lithiumbatterien haaptsächlech 18650 an 21700, an 21700 haten 50% méi Energie wéi 18650.D'4680 Batterie huet fënnef Mol d'Zellkapazitéit vun der 21700 Batterie, an déi nei Batterie kann d'Käschte pro Kilowatt-Stonn ëm ongeféier 14% reduzéieren an d'Cruise-Regioun ëm 16% erhéijen.
De Musk huet kloer gesot datt dës Batterie en $25.000 Elektroauto méiglech mécht.
Also, wou ass dës menacéiert Batterie hierkënnt?Als nächst analyséiere mir se een nom aneren.
1. Wat ass eng 4680 Batterie?
Dem Tesla säi Wee fir Kraaftbatterien ze benennen ass ganz einfach an einfach.D'4680 Batterie, wéi den Numm et scho seet, ass eng zylindresch Batterie mat engem eenzegen Zell Duerchmiesser vu 46mm an enger Héicht vun 80mm.
Dräi verschidde Gréisste vu Lithium-Ion zylindresch Batterien
Wéi kann aus dem Bild gesi ginn, am Verglach mam Tesla seng ursprénglech 18650 Batterie an 21700 Batterie, gesäit d'4680 Batterie wéi en héije a staarke Mann aus.
Awer d'4680 Batterie ass net nëmmen eng Gréisst änneren, Tesla huet vill nei Technologie integréiert fir d'Performance ze verbesseren.
Zweetens, déi nei Technologie vun 4680 Batterie
1. Electrodeless Ouer Design
Intuitiv ass dat gréisste Gefill vum 4680 datt et méi grouss ass.Also firwat hunn aner Hiersteller d'Batterie an der Vergaangenheet net méi grouss gemaach.Dëst ass well wat de Volume méi grouss ass an d'Energie méi héich ass, d'Hëtzt ass méi schwéier ze kontrolléieren an d'Sécherheetsbedrohung vu Brennen an Explosioun méi grouss.
Tesla huet anscheinend dëst och berücksichtegt.
Am Verglach mat der viregter zylindrescher Batterie ass déi gréisste strukturell Innovatioun vun der 4680 Batterie den elektrodlosen Luch, och bekannt als de vollen Luch.An enger traditioneller zylindrescher Batterie ginn déi positiv an negativ Kupferfolien an den Aluminiumfolie-Separator gestapelt a gewéckelt.Fir d'Elektroden eraus ze zéien, gëtt e Leaddrat genannt Tablett op déi zwee Enden vun der Kupferfolie an der Aluminiumfolie geschweest.
D'Wicklungslängt vun enger traditioneller 1860 Batterie ass 800 mm.Huelt d'Kupferfolie mat enger besserer Konduktivitéit als Beispill, d'Längt vun de Tabs fir d'Elektrizitéit aus der Kupferfolie ze féieren ass 800 mm, wat entsprécht dem Stroum, deen duerch den 800 mm laangen Drot passéiert.
Duerch Berechnung ass d'Resistenz ongeféier 20mΩ, d'Wicklungslängt vun der 2170 Batterie ass ongeféier 1000mm, an d'Resistenz ass ongeféier 23mΩ.Et kann einfach ëmgewandelt ginn, datt de Film vun der selwechter Dicke muss an eng 4680 Batterie gewalzt ginn, an d'Wicklungslängt ass ongeféier 3800mm.
Et gi vill Nodeeler fir d'Wicklungslängt ze erhéijen.D'Elektronen mussen eng méi laang Distanz reesen fir d'Tabs op béide Enden vun der Batterie z'erreechen, d'Resistenz wäert eropgoen, an d'Batterie wäert méi ufälleg fir Hëtzt sinn.D'Performance vun der Batterie wäert degradéieren a souguer Sécherheetsprobleemer kreéieren.Fir d'Distanz vun den Elektronen ze verkierzen, benotzt d'4680 Batterie electrodeless Ouer Technologie.
D'elektrodlos Tab huet keng Tabs, awer verwandelt de ganze Stroumkollektor an eng Tab, de konduktiven Wee hänkt net méi vun der Tab of, an de Stroum gëtt vun der lateraler Iwwerdroung laanscht d'Tab op d'Sammlerplack an d'Längsiwwerdroung vun den aktuelle Sammler.
Déi ganz konduktiv Längt ass vun 800 op 1000mm vun 1860 oder 2170 Kupferfolielängt op 80mm (Batterie Héicht) geännert.D'Resistenz gëtt op 2mΩ reduzéiert, an den internen Resistenzverbrauch gëtt vun 2W op 0,2W reduzéiert, wat direkt duerch eng Gréisstenuerdnung reduzéiert gëtt.
Dësen Design reduzéiert immens d'Impedanz vun der Batterie a léist d'Heizungsproblem vun der zylindrescher Batterie.
Engersäits vergréissert d'elektrodlos Ouertechnologie den aktuellen Leedungsgebitt, verkierzt d'aktuell Leedungsdistanz a reduzéiert d'intern Resistenz vun der Batterie staark;d'Reduktioun vun der interner Resistenz kann den aktuellen Offset-Phänomen reduzéieren an d'Batteriedauer verlängeren;d'Reduktioun vun der Resistenz kann och d'Wärmegeneratioun reduzéieren, an d'Elektrodenleitend Beschichtung.
D'4680 Batterie adoptéiert eng nei Aart vun electrodeless Ouer Technologie am Sënn vun Zell Struktur, déi Käschten reduzéieren kann an Effizienz erhéijen.Op der anerer Säit gëtt de Schweißprozess vun de Tabs ausgelooss, d'Produktiounseffizienz gëtt verbessert, an d'Defektquote verursaacht duerch Schweißen kann zur selwechter Zäit reduzéiert ginn.
Schematesch Diagramm vu Monopole a Vollpolstruktur
2. Kombinéiert mat CTC Technologie
Am Allgemengen, wat méi grouss d'Batteriegréisst ass, wat manner Batterien mussen am selwechte Gefier installéiert ginn.Mat 18650 Zellen brauch en Tesla 7100 Zellen.Wann Dir 4680 Batterien benotzt, braucht Dir nëmmen 900 Batterien.
Wat manner d'Batterien, dest méi séier kënne se zesummegesat ginn, wat méi héich ass d'Effizienz, wat manner Chancen op Probleemer an den Zwëschenverbindunge sinn, a wat de Präis méi bëlleg ass.Laut Tesla kann de grousse 4680 de Produktiounspräis vun de Batterien ëm 14% reduzéieren.
Fir d'Energiedicht vum Batteriepack ze verbesseren, gëtt d'4680 Batterie mat CTC (Cell to Chassis) Technologie kombinéiert.Et ass fir d'Batteriezellen direkt an de Chassis z'integréieren.Andeems Dir d'Moduler an d'Batteriepäck komplett erofhuelen, ginn d'Batteriezellen méi kompakt, d'Zuel vun de Batteriedeeler gëtt staark reduzéiert, an d'Plazeverbrauch vum Chassis gëtt och staark verbessert.
CTC huet bestëmmte Viraussetzunge op der strukturell Kraaft vun der Batterie.D'Batterie selwer muss vill mechanesch Kraaft droen.Am Verglach mat den 18650 an 2170 Batterien huet d'4680 eenzeg Batterie eng méi grouss strukturell Kraaft a méi héich strukturell Kraaft, an déi allgemeng Quadrat Shell Batterie ass eng Aluminium Shell.D'4680 Shell ass aus Edelstol gemaach, an déi inherent strukturell Kraaft ass garantéiert.
Am Verglach mat der Quadrat Shell Batterie gëtt de Layout vun der zylindrescher Batterie méi flexibel, kann sech op eng Vielfalt vu verschiddene Chassis upassen, a ka besser mat dem Site kombinéiert ginn.
No der Fuerschung an Uerteel vun "EMF", CTC Technologie ass den Tuyere vun neien Energie Gefierer an 2022, an et ass och eng Gabel an der Strooss.
D'Integratioun vun der Batterie an de Kierper kann den Ënnerhalt vum Gefier extrem komplizéiert maachen, an d'Batterie ass schwéier onofhängeg ze ersetzen.D'Präisser vum After-Sales-Service wäerten eropgoen, an dës Käschten ginn direkt un d'Konsumenten weidergeleet, sou wéi Versécherungskäschte.Obwuel Musk behaapt datt si Reparaturschinne entworf hunn, déi geschnidden an ersat kënne ginn, et wäert Zäit huelen fir ze kucken wéi gutt et funktionnéiert.
Vill Autosfirmen hunn hir eege CTC technesch Léisunge proposéiert, well et net nëmmen d'Batterie nei arrangéiert, awer och d'Kierperstruktur muss änneren.Dëst ass verbonne mat der Neiopdeelung vun der Aarbecht an der Versuergungskette vu verwandte Industrien.
CTC ass just eng technesch Streck.Et ass eng Batterie Kierper integréiert, onverännert Demontage.Et gëtt eng aner Technologie vis-à-vis - Batterieaustausch.D'Batterieaustauschtechnologie ass einfach ze demontéieren, awer d'Batterie mécht e grousse Bäitrag zu der Batteriekraaft.Wéi dës zwou Strecken ze wielen ass e Spill tëscht Batterie Fournisseuren an OEMs.
CTC Technologie kombinéiert mat 4680 Batterie
3. Innovatioun am Batterieproduktiounsprozess, Kathode an Anodematerialien
Tesla wäert den dréchene Batterieelektrodeprozess benotzen, anstatt e Léisungsmëttel ze benotzen, gëtt eng kleng Quantitéit (ongeféier 5-8%) vun engem fein pulveriséierte PTFE Binder mat positiven / negativen Elektrodenpulver gemëscht, duerch en Extruder gefouert fir en dënnen Sträif ze bilden Elektroden Material, an dann E Sträif vun Elektroden Material war laminéiert zu engem Metal Folie aktuell Sammelstécker der fäerdeg Elektroden ze Form.
D'Batterie produzéiert op dës Manéier ass méi ëmweltfrëndlech.An dëse Prozess wäert d'Energiedicht vun der Batterie erhéijen an den Energieverbrauch vun der Produktioun ëm 10 Mol reduzéieren.Dréchen Elektroden Technologie wäert méiglecherweis den technologesche Benchmark fir déi nächst Generatioun ginn.
Tesla 4680 Batterie dréchen Elektroden Technologie
Wat d'Kathodematerial ugeet, huet Tesla gesot datt et och de Kobaltelement an der Kathode wäert ewechhuelen.Kobalt ass deier a knapp.Et kann nëmmen a ganz wéinege Länner op der Welt ofgebaut ginn, oder an onbestänneg afrikanesche Länner wéi de Kongo.Wann d'Batterie d'Kobaltelement wierklech ewechhuelen kann, kann et gesot ginn datt et eng grouss technologesch Innovatioun ass.
Kobalt
Wat d'Anodematerialien ugeet, fänkt Tesla mat Siliziummaterialien un a benotzt méi Silizium fir d'Grafit ze ersetzen déi aktuell benotzt gëtt.Déi theoretesch spezifesch Kapazitéit vun der Silizium-baséiert negativ Elektrode ass sou héich wéi 4200mAh / g, wat zéng Mol méi héich ass wéi déi vun der Graphit negativ Elektrode.Wéi och ëmmer, Siliziumbaséiert negativ Elektroden hunn och Probleemer wéi einfach Volumenausdehnung vu Silizium, schlecht elektresch Konduktivitéit a groussen initialen Ladungsentladungsverloscht.
Dofir ass d'Performanceverbesserung vu Materialien tatsächlech e Gläichgewiicht tëscht Energiedicht a Stabilitéit ze fannen, an déi aktuell Silizium-baséiert Anodeprodukter gi mat Silizium a Grafit fir Komposit benotzt dotéiert.
Tesla plangt d'Mëssbarkeet vun der Silicium Uewerfläch grondsätzlech z'änneren, fir datt se manner ufälleg fir ze briechen, eng Technologie déi net nëmme Batterien erlaabt méi séier ze laden, awer och d'Batteriedauer ëm 20 Prozent erhéicht.Tesla huet dat neit Material "Tesla Silicon" genannt, an d'Käschte sinn $ 1,2 / KWh, wat nëmmen een Zéngtel vum existente strukturéierte Siliziumprozess ass.
Silicon-baséiert Anoden ginn als déi nächst Generatioun Lithium Batterie Anoden Materialien ugesinn.
E puer Modeller um Maart hunn ugefaang Silizium-baséiert Anodematerialien ze benotzen.Modeller wéi den Tesla Model 3 enthalen scho kleng Quantitéiten Silizium an der negativer Elektrode.Viru kuerzem gouf de GAC AION LX Plus Modell gestart.D'Qianli Versioun ass mat Schwamm Silicon Anode Chip Batterie Technologie ausgestatt, déi 1.000 Kilometer Batterie Liewen erreechen kann.
4680 Batterie Silicon Anode
Fir d'Virdeeler vun der 4680 Batterie Technologie ze resuméieren ass datt et d'Performance verbesseren kann an d'Käschte reduzéieren.
3. Déi wäit Auswierkunge vun 4680 Batterien
D'4680 Batterie ass keng subversiv technologesch Revolutioun, net en Duerchbroch an der Energiedicht, awer méi eng Innovatioun an der Prozesstechnologie.
Wéi och ëmmer, gedriwwe vun Tesla, fir den aktuellen Muster vum neien Energiemaart, wäert d'Produktioun vu 4680 Batterien dat existent Batteriemuster änneren.D'Industrie wäert zwangsleefeg eng Welle vu grousse Volumen zylindresch Batterien ofsetzen.
Laut Berichter plangt Panasonic d'Massproduktioun vu 4680 grouss Kapazitéit Batterien fir Tesla am fréien 2023 unzefänken.Déi nei Investitioun wäert esou héich wéi 80 Milliarde Yen sinn (ongeféier US $ 704 Milliounen).Samsung SDI an LG Energy hunn och d'Entwécklung vun der 4680 Batterie ugeschloss.
Domestic huet Yiwei Lithium Energy ugekënnegt datt seng Duechtergesellschaft Yiwei Power plangt eng 20GWh grouss zylindresch Batterieproduktiounslinn fir Passagéierautoen an der Jingmen High-Tech Zone ze bauen.BAK Batterie an Honeycomb Energy wäerten och an d'Feld vu grousse zylindresche Batterien kommen.BMW a CATL setzen och aktiv grouss zylindresch Batterien aus, an d'Basismuster gouf festgeluecht.
Batterie Hiersteller zylindresch Batterie Layout
Véiertens huet d'elektromotoresch Kraaft eppes ze soen
Déi strukturell Innovatioun vun der grousser zylindrescher Batterie wäert ouni Zweifel d'Entwécklung vun der Kraaftbatterieindustrie förderen.Et ass net sou einfach wéi just vun der 5. Batterie op d'1.Säi Fett Kierper huet grouss Froen.
D'Käschte vun der Batterie sinn no bei 40% vun de Käschte vum ganze Gefier.D'Wichtegkeet vun der Batterie als "Häerz" ass selbstverständlech.Wéi och ëmmer, mat der Popularitéit vun neien Energieautoen, ass d'Nofro fir Batterien Dag fir Dag eropgaang, an de Materialpräis geet erop.D'Innovatioun vu Batterien ass e wichtege Wee fir Autosfirmen ginn fir sech z'entwéckelen.
Mat der Entwécklung vun Batterie-Zesummenhang Technologien, sinn bezuelbar elektresch Gefierer just ronderëm den Eck!
Post Zäit: Jun-13-2022