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來自Whole Cars Catalog的爆料顯示,特斯拉4680無極耳電池組已經在特斯拉工廠投產了。根據下圖顯示,特斯拉員工們甚至在一塊結構化的電池組上簽名。據悉,配圖中的4680電池組用於Model S P85D。
所謂結構化電池,即電池並非存在於單獨的區域,而是和整車一道研發,成為車身骨架的一部分。這樣的好處在於可以減少10%的體積、提升14%的續航歷程、少用370多個元件等,而且還能進一步最佳化空氣動力學。
國內從事動力電池行業的業內人士稱,特斯拉4680電池組的投產,預示這一次動力電池革命已經開始。
特斯拉4680電池電池引數與結構解析
電池引數:
(1)電池為無極耳4680大圓柱電池,相比21700電池容量提升 5 倍;
(2)電化學方面,採用矽負極、高鎳無鈷正極、幹法工藝等全新設計(採用新的材料抑制矽膨脹,用覆膜材料先給矽塗膜);
(3)電池成組設計方面,電芯和底盤整合上進行最佳化。透過最佳化,使最終的新型電池續航里程提升 54%,單位成本下降56%,單位產能投資額下降 69%。
(4)模組採用蜂窩式設計,並透過無模組技術,該電池包能量密度可達300Wh/kg。
電池結構:
無極耳電池的尺寸為46mm*80mm,所以特斯拉把它命名為4680電池。這款電池的直徑提高了一倍,電動汽車的電池能量密度能提高5倍,功率輸出可以提高6倍,從而使得整車的續航里程可以提升16%。
2020年9月,特斯拉釋出4680無極耳電池,號稱單體能量密度提高5倍,整車續航里程增加16%,電力相比有極耳電池提升了6倍。據悉,相比以往的21700電池,4680電池直徑更寬、高度更高,僅由950個電芯組成,能量密度約300kWh/kg,鐳射無極耳技術去掉了電池主要發熱部件,內阻減少,電池的熱穩定可控性更高。
之前,網上曾曝光了一份特斯拉柏林超級工廠的生產檔案,其中提及到4680電池生產的最新細節。此前馬斯克表示,該工廠有望成為世界上最大的電池生產工廠之一。
檔案內容顯示,工廠將四層樓用以電池生產運營,一樓的陽極和陰極生產以及三樓的圓柱形電池生產。與此同時,特斯拉還提交了一份簡化的4680電池生產流程圖。
檔案中寫道:“柏林超級工廠的電池需要特殊的系統和工藝步驟。陽極和陰極由塗覆的集電器箔組成。銅用作陽極箔的材料,鋁用作陰極箔的材料。陽極和陰極元件採用混合工藝製造,僅使用粉末形式的材料。使用的新材料在我們自己的實驗室中經過測試和批准。所使用的新材料是在我們自己的實驗室測試和批准的。”
“為了使粉末塗料粘接在兩層薄膜上,必須先預塗一層薄薄的粘合劑(基材)。這種基材是在容器中傳送的。預塗是必要的,因為要進行帶有粉末的乾燥塗層。陽極和陰極元件混合後,將其作為塗層應用於各自的基片塗覆膜,以建立電接觸。用陽極或陰極元件塗覆的集電器箔形成最終的陽極或陰極。”
該檔案還提供了關於特斯拉4680電池生產工作方式的總體思路。其中一個事實是,完成的4680電池在形成後需要進行10天的固化。
“然後在‘無極耳工藝’中用鐳射將陽極或陰極切割成所需的長度。陽極、陰極和隔板交替放置在另一個之上並捲成一卷。然後將該滾輪插入金屬外殼中,該外殼由鋼滾輪透過模切和深拉工藝製成 。在組裝區,電池的最終組裝和填充將使用少量電解液(約電池重量的 10%)進行。”
“電解質被電極塗層吸收,使鋰離子能夠在陽極和陰極之間來回移動。然後在焊接過程中用蓋子封閉外殼。最後一步是電池的形成。在形成過程中,電池透過在不同溫度條件下充電和放電來電啟動。完成的電池將在這個區域停留大約10天,然後投入使用。生產的電池在我們自己的實驗室中接受隨機質量控制。”
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