Bho bataraidh lann BYD, gu bataraidh gun chobalt Honeycomb Energy, agus an uairsin gu bataraidh sodium-ion aig àm CATL, tha gnìomhachas bataraidh cumhachd air eòlas fhaighinn air ùr-ghnàthachadh leantainneach.Sultain 23, 2020 - Latha Bataraidh Tesla, sheall Ceannard Tesla, Elon Musk, bataraidh ùr don t-saoghal - am bataraidh 4680.
Roimhe sin, b 'e meud bataraidhean lithium siolandair sa mhòr-chuid 18650 agus 21700, agus bha 50% barrachd lùth aig 21700 na 18650.Tha còig uiread de chomas cealla aig bataraidh 4680 aig bataraidh 21700, agus faodaidh am bataraidh ùr cosgais gach kilowatt-uair a lughdachadh timcheall air 14% agus an raon turais àrdachadh 16%.
Thuirt Musk gu cruaidh gun dèan am bataraidh seo càr dealain $ 25,000 comasach.
Mar sin, cò às a thàinig am bataraidh bagarrach seo?An ath rud, bidh sinn gan sgrùdadh aon ri aon.
1. Dè a th 'ann am bataraidh 4680?
Tha dòigh Tesla air bataraidhean cumhachd ainmeachadh gu math sìmplidh agus furasta.Tha am bataraidh 4680, mar a tha an t-ainm a’ moladh, na bataraidh siolandair le trast-thomhas aon chealla de 46mm agus àirde 80mm.
Trì diofar mheudan de bataraidhean siolandair lithium-ion
Mar a chithear bhon dealbh, an taca ri bataraidh 18650 tùsail Tesla agus bataraidh 21700, tha coltas gu bheil bataraidh 4680 na dhuine àrd agus làidir.
Ach chan e dìreach atharrachadh meud a th ’anns a’ bhataraidh 4680, tha Tesla air tòrr teicneòlas ùr a thoirt a-steach gus coileanadh a leasachadh.
San dàrna àite, an teicneòlas ùr de bataraidh 4680
1. Dealbhadh cluas gun dealan
Gu h-iongantach, is e am faireachdainn as motha den 4680 gu bheil e nas motha.Mar sin carson nach do rinn luchd-saothrachaidh eile am bataraidh nas motha san àm a dh’ fhalbh.Tha seo air sgàth mar as motha an tomhas-lìonaidh agus mar as àirde an lùth, tha e nas duilghe smachd a chumail air an teas agus mar as motha a tha an cunnart sàbhailteachd bho losgadh is spreadhadh.
Tha e coltach gu bheil Tesla air seo a thoirt fa-near cuideachd.
An coimeas ris a’ bhataraidh siolandair a bh’ ann roimhe, is e an innleachdas structarail as motha den bhataraidh 4680 an lug gun dealan, ris an canar cuideachd an làn lug.Ann am bataraidh siolandair traidiseanta, tha na foilichean copair adhartach is àicheil agus an dealaiche foil alùmanum air an càrnadh agus air an leòn.Gus na dealanan a tharraing a-mach, tha uèir luaidhe ris an canar an taba air a thàthadh gu dà cheann an fhoil copair agus am foil alùmanum.
Is e fad lùbach bataraidh 1860 traidiseanta 800mm.A’ toirt am foil copair le seoltachd nas fheàrr mar eisimpleir, is e 800mm fad nan tabaichean airson an dealan a stiùireadh a-mach às an fhoil copair, a tha co-ionann ris an t-sruth a’ dol tron uèir 800mm a dh’fhaid.
Le àireamhachadh, tha an aghaidh timcheall air 20mΩ, tha fad lùbach bataraidh 2170 mu 1000mm, agus tha an aghaidh timcheall air 23mΩ.Faodar a thionndadh gu furasta gum feum am film den aon thiugh a bhith air a roiligeadh a-steach do bataraidh 4680, agus tha an fhaid lùbach mu 3800mm.
Tha mòran eas-bhuannachdan ann a bhith ag àrdachadh an fhad lùbach.Feumaidh na dealanan siubhal astar nas fhaide gus na tabaichean aig gach ceann den bhataraidh a ruighinn, àrdaichidh an aghaidh, agus bidh am bataraidh nas buailtiche teasachadh.Bidh coileanadh a’ bhataraidh a’ dol sìos agus eadhon a’ cruthachadh cùisean sàbhailteachd.Gus an astar a shiubhail na dealanan a ghiorrachadh, bidh am bataraidh 4680 a’ cleachdadh teicneòlas cluais gun dealan.
Chan eil tabaichean aig an taba electrodeless, ach tionndaidhidh e an neach-cruinneachaidh sruth gu lèir gu taba, chan eil an t-slighe giùlain an urra ris an taba tuilleadh, agus tha an sruth air a ghluasad bhon tar-chuir taobhach air an taba chun truinnsear cruinneachaidh gu tar-chuir fad-ùine de an neach-cruinneachaidh gnàthach.
Tha an fhaid giùlain gu lèir air atharrachadh bho 800 gu 1000mm de 1860 no 2170 fad foil copair gu 80mm (àirde bataraidh).Tha an aghaidh air a lughdachadh gu 2mΩ, agus tha caitheamh an aghaidh a-staigh air a lughdachadh bho 2W gu 0.2W, a tha air a lughdachadh gu dìreach le òrdugh meudachd.
Tha an dealbhadh seo gu mòr a 'lùghdachadh bacadh a' bhataraidh agus a 'fuasgladh duilgheadas teasachaidh a' bhataraidh siolandair.
Air an aon làimh, tha an teicneòlas cluais electrodeless a ’meudachadh an raon giùlain gnàthach, a’ giorrachadh an astar giùlain gnàthach, agus a ’lughdachadh gu mòr an aghaidh taobh a-staigh a’ bhataraidh;faodaidh lughdachadh an aghaidh a-staigh an t-iongantas gnàthachaidh a lughdachadh agus beatha bataraidh a leudachadh;faodaidh lùghdachadh an aghaidh cuideachd gineadh teas a lughdachadh, agus an còmhdach giùlain electrode Faodaidh an raon conaltraidh èifeachdach eadar an còmhdach agus caip deireadh a’ bhataraidh ruighinn 100%, a dh’ fhaodadh an comas sgaoilidh teas a leasachadh.
Bidh am bataraidh 4680 a’ gabhail ri seòrsa ùr de theicneòlas cluais gun electrode a thaobh structar cealla, a dh’ fhaodadh cosgaisean a lughdachadh agus èifeachdas àrdachadh.Air an làimh eile, tha pròiseas tàthaidh nan tabaichean air fhàgail a-mach, tha an èifeachdas toraidh air a leasachadh, agus faodar an ìre easbhaidh a tha air adhbhrachadh le tàthadh a lughdachadh aig an aon àm.
Diagram sgeamach de structar monopole agus làn-phòla
2. Còmhla ri teicneòlas CTC
San fharsaingeachd, mar as motha meud a’ bhataraidh, is ann as lugha de bhataraidhean a dh’ fheumar a chuir a-steach san aon charbad.Le 18650 ceallan, feumaidh Tesla 7100 cealla.Ma chleachdas tu 4680 bataraidh, chan fheum thu ach 900 bataraidh.
Mar as lugha de na bataraidhean, mar as luaithe as urrainn dhaibh a bhith air an cruinneachadh, is ann as àirde an èifeachdas, is ann as lugha de dhuilgheadasan a bhios ann anns na ceanglaichean eadar-mheadhanach, agus mar as saoire a bhios a’ phrìs.A rèir Tesla, faodaidh an 4680 mòr prìs cinneasachaidh bataraidhean a lughdachadh 14%.
Gus dùmhlachd lùth a 'phacaid bataraidh a leasachadh, thèid am bataraidh 4680 a chur còmhla ri teicneòlas CTC (Cell to Chassis).Tha e airson na ceallan bataraidh fhilleadh a-steach gu dìreach a-steach don chassis.Le bhith a ’toirt air falbh na modalan agus na pacaidean bataraidh gu tur, bidh na ceallan bataraidh a’ fàs nas toinnte, thèid an àireamh de phàirtean bataraidh a lughdachadh gu mòr, agus thèid cleachdadh àite a ’chassis a leasachadh gu mòr cuideachd.
Tha riatanasan sònraichte aig CTC a thaobh neart structarail a’ bhataraidh.Feumaidh am bataraidh fhèin tòrr neart meacanaigeach a ghiùlan.An coimeas ri bataraidhean 18650 agus 2170, tha neart structarail nas motha agus neart structarail nas àirde aig a’ bhataraidh singilte 4680, agus tha am bataraidh slige ceàrnagach coitcheann na shlige alùmanum.Tha an slige 4680 air a dhèanamh de stàilinn gun staoin, agus tha an neart structarail gnèitheach cinnteach.
An coimeas ris a’ bhataraidh shligean ceàrnagach, bidh cruth a’ bhataraidh siolandair nas sùbailte, comasach air atharrachadh gu measgachadh de dhiofar chassis, agus faodar a chur còmhla nas fheàrr ris an làrach.
A rèir rannsachadh agus breithneachadh “EMF”, tha teicneòlas CTC na inneal de charbadan lùtha ùra ann an 2022, agus tha e cuideachd na forc air an rathad.
Faodaidh amalachadh a ’bhataraidh a-steach don bhodhaig cumail suas a’ charbaid gu math toinnte, agus tha e duilich am bataraidh a chuir na àite gu neo-eisimeileach.Àrdaichidh prìsean seirbheis às deidh reic, agus thèid na cosgaisean sin a chuir gu dìreach gu luchd-cleachdaidh, leithid cosgaisean àrachais.Ged a tha Musk ag agairt gu bheil iad air rèilichean càraidh a dhealbhadh a ghabhas gearradh agus a chuir nan àite, bheir e ùine faicinn dè cho math ‘s a dh’ obraicheas e.
Tha mòran de chompanaidhean càr air na fuasglaidhean teignigeach CTC aca fhèin a mholadh, leis nach e a-mhàin gu bheil e ag ath-rèiteachadh a’ bhataraidh, ach cuideachd feumaidh e structar a ’chuirp atharrachadh.Tha seo co-cheangailte ri ath-roinn saothair anns an t-sèine solair de ghnìomhachasan co-cheangailte.
Chan eil ann an CTC ach slighe theicnigeach.Is e buidheann bataraidh aonaichte, disassembly gun atharrachadh.Tha teicneòlas eile thairis air - atharrachadh bataraidh.Tha an teicneòlas suaip bataraidh furasta a thoirt às a chèile, ach tha am bataraidh a’ cur gu mòr ri neart a’ bhataraidh.Tha mar a roghnaicheas tu an dà shlighe seo na gheama eadar solaraichean bataraidh agus OEMn.
Teicneòlas CTC còmhla ri bataraidh 4680
3. Ùr-ghnàthachadh ann am pròiseas cinneasachadh bataraidh, stuthan catod agus anod
Cleachdaidh Tesla am pròiseas dealan bataraidh tioram, an àite a bhith a’ cleachdadh fuasglaidh, tha tomhas beag (timcheall air 5-8%) de inneal-ceangail PTFE le deagh phùdar air a mheasgachadh le pùdar electrode dearbhach/àicheil, air a dhol tro eas-tharraing gus stiallan tana a chruthachadh. stuth electrode, agus an uairsin chaidh stiall de stuth electrode a lannachadh gu neach-cruinneachaidh sruth foil meatailt gus an dealan deiseil a chruthachadh.
Tha am bataraidh a thèid a dhèanamh san dòigh seo nas càirdeile don àrainneachd.Agus àrdaichidh am pròiseas seo dùmhlachd lùtha a’ bhataraidh agus lughdaichidh e caitheamh lùtha cinneasachaidh 10 tursan.Tha e coltach gum bi teicneòlas electrode tioram mar shlat-tomhais teicneòlach airson an ath ghinealach.
Teicneòlas electrode tioram bataraidh Tesla 4680
A thaobh stuthan catod, thuirt Tesla gun toireadh e air falbh an eileamaid cobalt anns a 'chatod cuideachd.Tha Cobalt daor agus gann.Chan urrainnear a mhèinneadh ach ann am glè bheag de dhùthchannan air an t-saoghal, no ann an dùthchannan Afraganach neo-sheasmhach leithid Congo.Mas urrainn don bataraidh an eileamaid cobalt a thoirt air falbh, faodar a ràdh gu bheil e na phrìomh ùr-ghnàthachadh teicneòlach.
Cobalt
A thaobh stuthan anod, tòisichidh Tesla le stuthan silicon agus cleachdaidh e barrachd silicon gus a dhol an àite a ’ghrafite a thathas a’ cleachdadh an-dràsta.Tha comas sònraichte teòiridheach an electrode àicheil stèidhichte air silicon cho àrd ri 4200mAh / g, a tha deich tursan nas àirde na comas an electrode àicheil grafait.Ach, tha duilgheadasan aig electrodan àicheil stèidhichte air silicon cuideachd leithid leudachadh meud furasta de silicon, droch ghiùlan dealain, agus call mòr cosgais-sgaoilidh tùsail.
Mar sin, is e leasachadh dèanadais stuthan gu dearbh cothromachadh a lorg eadar dùmhlachd lùtha agus seasmhachd, agus tha na toraidhean anod gnàthach stèidhichte air silicon air an còmhdachadh le silicon agus grafait airson cleachdadh co-dhèanta.
Tha Tesla an dùil atharrachadh bunaiteach a dhèanamh air cho cugallach ‘s a tha uachdar an t-silicon gus nach bi e cho buailteach do bhriseadh, teicneòlas a tha chan ann a-mhàin a’ leigeil le bataraidhean cosgais nas luaithe, ach cuideachd ag àrdachadh beatha bataraidh 20 sa cheud.Dh ’ainmich Tesla an stuth ùr“ Tesla Silicon ”, agus is e a’ chosgais $ 1.2 / KWh, nach eil ann ach an deicheamh cuid den phròiseas structarail silicon a th ’ann.
Thathas den bheachd gu bheil anodan stèidhichte air silicon mar stuthan anod bataraidh lithium an ath ghinealach.
Tha beagan mhodalan air a ’mhargaidh air tòiseachadh a’ cleachdadh stuthan anod stèidhichte air silicon.Tha modalan mar an Tesla Model 3 mu thràth a’ toirt a-steach meudan beaga de silicon anns an dealan àicheil.O chionn ghoirid, chaidh modal GAC AION LX Plus a chuir air bhog.Tha an dreach Qianli uidheamaichte le teicneòlas bataraidh sponge silicon anode chip, a choileanas 1,000 cilemeatair de bheatha bataraidh.
Anod silicon bataraidh 4680
Gus geàrr-chunntas a dhèanamh air na buannachdan bho theicneòlas bataraidh 4680, faodaidh e coileanadh a leasachadh fhad ‘s a tha e a’ lughdachadh chosgaisean.
3. A 'bhuaidh a tha fada air falbh bho 4680 bataraidh
Chan e tionndadh teicneòlach gluasadach a th’ anns a’ bhataraidh 4680, chan e adhartas ann an dùmhlachd lùtha, ach barrachd de ùr-ghnàthachadh ann an teicneòlas pròiseas.
Ach, air a stiùireadh le Tesla, airson pàtran gnàthach a’ mhargaidh lùtha ùr, atharraichidh cinneasachadh bataraidhean 4680 am pàtran bataraidh a th’ ann.Tha e do-sheachanta gun cuir an gnìomhachas stad air tonn de bhataraidhean siolandair mòr.
A rèir aithisgean, tha Panasonic an dùil tòiseachadh air cinneasachadh mòr de 4680 bataraidh comas mòr airson Tesla tràth ann an 2023.Bidh an tasgadh ùr cho àrd ri 80 billean yen (timcheall air US $ 704 millean).Tha Samsung SDI agus LG Energy cuideachd air a dhol còmhla ri leasachadh bataraidh 4680.
Gu dachaigheil, dh’ ainmich Yiwei Lithium Energy gu bheil an fho-bhuidheann aca Yiwei Power an dùil loidhne cinneasachaidh bataraidh siolandair mòr 20GWh a thogail airson carbadan luchd-siubhail ann an Sòn Àrd-theicneòlas Jingmen.Bidh Bataraidh BAK agus Honeycomb Energy cuideachd a’ dol a-steach don raon bataraidhean mòra siolandair.Tha BMW agus CATL cuideachd gu gnìomhach a’ cleachdadh bataraidhean mòra siolandair, agus chaidh am pàtran bunaiteach a dhearbhadh.
Cruth Bataraidh Siolandair Luchd-saothrachaidh Bataraidh
An ceathramh, tha rudeigin ri ràdh aig an fheachd electromotive
Bidh ùr-ghnàthachadh structarail a’ bhataraidh siolandair mòr gun teagamh a’ brosnachadh leasachadh gnìomhachas bataraidh cumhachd.Chan eil e cho sìmplidh ri dìreach ùrachadh bhon 5mh bataraidh gu bataraidh 1d.Tha ceistean mòra aig a chorp reamhar.
Tha cosgais a’ bhataraidh faisg air 40% de chosgais a’ charbaid gu lèir.Tha cudromachd a’ bhataraidh mar an “cridhe” fèin-fhollaiseach.Ach, leis cho mòr sa tha carbadan lùtha ùra, tha an t-iarrtas airson bataraidhean a’ dol am meud bho latha gu latha, agus tha prìs stuthan ag èirigh.Tha ùr-ghnàthachadh bataraidhean air a thighinn gu bhith na dhòigh chudromach airson companaidhean càr a leasachadh.
Le leasachadh theicneòlasan co-cheangailte ri bataraidh, tha carbadan dealain aig prìs ruigsinneach dìreach timcheall air an oisean!
Ùine puist: Jun-13-2022