Lati batiri abẹfẹlẹ BYD, si batiri koluboti ọfẹ ti Honeycomb Energy, ati lẹhinna si batiri iṣu soda-ion ti akoko CATL, ile-iṣẹ batiri agbara ti ni iriri imotuntun lemọlemọfún.Oṣu Kẹsan Ọjọ 23, Ọdun 2020 - Ọjọ Batiri Tesla, Alakoso Tesla Elon Musk fihan agbaye batiri tuntun kan - batiri 4680 naa.
Ni iṣaaju, awọn iwọn ti awọn batiri litiumu iyipo jẹ nipataki 18650 ati 21700, ati 21700 ni agbara 50% diẹ sii ju 18650 lọ.Batiri 4680 naa ni igba marun ni agbara sẹẹli ti batiri 21700, ati pe batiri tuntun le dinku idiyele fun wakati kilowatt nipasẹ iwọn 14% ati mu iwọn irin-ajo pọ si nipasẹ 16%.
Musk sọ ni gbangba pe batiri yii yoo jẹ ki ọkọ ayọkẹlẹ ina mọnamọna $ 25,000 ṣee ṣe.
Nitorinaa, nibo ni batiri ti o lewu yii ti wa?Nigbamii, a ṣe itupalẹ wọn ni ọkọọkan.
1. Kini batiri 4680?
Ọna Tesla ti lorukọ awọn batiri agbara jẹ irọrun pupọ ati taara.Batiri 4680 naa, gẹgẹbi orukọ ṣe daba, jẹ batiri iyipo pẹlu iwọn ila opin sẹẹli kan ti 46mm ati giga ti 80mm.
Awọn titobi oriṣiriṣi mẹta ti awọn batiri iyipo litiumu-ion
Gẹgẹbi a ti le rii lati aworan, ni akawe si batiri 18650 atilẹba ti Tesla ati batiri 21700, batiri 4680 dabi ọkunrin giga ati alagbara.
Ṣugbọn batiri 4680 kii ṣe iyipada iwọn nikan, Tesla ti ṣafikun ọpọlọpọ imọ-ẹrọ tuntun lati mu ilọsiwaju ṣiṣẹ.
Keji, awọn titun ọna ẹrọ ti 4680 batiri
1. Electrodeless eti oniru
Ni oye, rilara ti o tobi julọ ti 4680 ni pe o tobi.Nitorinaa kilode ti awọn aṣelọpọ miiran ko jẹ ki batiri naa tobi ni iṣaaju.Eyi jẹ nitori iwọn didun ti o tobi julọ ati agbara ti o ga julọ, ooru jẹra lati ṣakoso ati pe o pọju ewu aabo lati sisun ati bugbamu.
Tesla ti nkqwe ya eyi sinu ero paapaa.
Ti a ṣe afiwe pẹlu batiri iyipo ti tẹlẹ, ĭdàsĭlẹ igbekale ti o tobi julọ ti batiri 4680 jẹ lug elekitirode, ti a tun mọ ni lugki kikun.Ni a ibile yipo batiri, awọn rere ati odi Ejò foils ati awọn aluminiomu bankanje separator ti wa ni tolera ati egbo.Lati le fa awọn amọna jade, okun waya asiwaju ti a pe ni taabu jẹ welded si awọn opin meji ti bankanje bàbà ati bankanje aluminiomu.
Gigun yiyi ti batiri 1860 ibile jẹ 800mm.Gbigba bankanje bàbà pẹlu iwa ihuwasi to dara julọ bi apẹẹrẹ, ipari awọn taabu lati darí ina mọnamọna lati inu bankanje bàbà jẹ 800mm, eyiti o jẹ deede si lọwọlọwọ ti n kọja nipasẹ okun waya gigun 800mm.
Nipa iṣiro, awọn resistance jẹ nipa 20mΩ, awọn yikaka ipari ti awọn 2170 batiri jẹ nipa 1000mm, ati awọn resistance jẹ nipa 23mΩ.O le ṣe iyipada ni rọọrun pe fiimu ti sisanra kanna nilo lati yiyi sinu batiri 4680, ati ipari gigun jẹ nipa 3800mm.
Ọpọlọpọ awọn alailanfani wa si jijẹ ipari gigun.Awọn elekitironi nilo lati rin irin-ajo to gun lati de awọn taabu ni awọn opin mejeeji ti batiri naa, resistance yoo pọ si, ati pe batiri naa yoo ni itara si ooru.Išẹ ti batiri naa yoo dinku ati paapaa ṣẹda awọn oran ailewu.Lati le dinku ijinna ti awọn elekitironi n rin, batiri 4680 nlo imọ-ẹrọ eti ti ko ni eletiriki.
Taabu elekiturodu ko ni awọn taabu, ṣugbọn yi gbogbo olugba lọwọlọwọ sinu taabu kan, ọna adaṣe ko da lori taabu mọ, ati lọwọlọwọ ti gbe lati ita ita lẹgbẹẹ taabu si awo-odè si gbigbe gigun ti awọn ti isiyi-odè.
Gbogbo ipari conductive ti yipada lati 800 si 1000mm ti 1860 tabi 2170 gigun bankanje idẹ si 80mm (giga batiri).Awọn resistance ti wa ni dinku si 2mΩ, ati awọn ti abẹnu resistance agbara ti wa ni dinku lati 2W si 0.2W, eyi ti o ti wa ni taara dinku nipa ohun ibere ti titobi.
Apẹrẹ yii dinku ikọlu batiri pupọ ati yanju iṣoro alapapo ti batiri iyipo.
Ni apa kan, imọ-ẹrọ eti ti ko ni eletiriki n mu agbegbe idari lọwọlọwọ pọ si, kuru ijinna idari lọwọlọwọ, ati dinku resistance inu ti batiri naa pupọ;idinku ti awọn ti abẹnu resistance le din awọn ti isiyi aiṣedeede lasan ati ki o fa awọn aye batiri;idinku ti awọn resistance tun le din ooru iran, ati awọn elekiturodu conductive ti a bo Ibi ti o munadoko laarin awọn Layer ati awọn batiri opin fila le de ọdọ 100%, eyi ti o le mu awọn ooru wọbia agbara.
Batiri 4680 gba iru tuntun ti imọ-ẹrọ eti eletiriki ni awọn ofin ti eto sẹẹli, eyiti o le dinku awọn idiyele ati mu iṣẹ ṣiṣe pọ si.Lori awọn miiran ọwọ, awọn alurinmorin ilana ti awọn taabu ti wa ni ti own, awọn gbóògì ṣiṣe ti wa ni dara si, ati awọn abawọn oṣuwọn ṣẹlẹ nipasẹ alurinmorin le ti wa ni dinku ni akoko kanna.
Aworan atọka ti monopole ati ọna opopo kikun
2. Ni idapo pelu CTC ọna ẹrọ
Ni gbogbogbo, ti o tobi iwọn batiri, awọn batiri diẹ nilo lati fi sori ẹrọ ni ọkọ kanna.Pẹlu awọn sẹẹli 18650, Tesla nilo awọn sẹẹli 7100.Ti o ba lo awọn batiri 4680, o nilo awọn batiri 900 nikan.
Awọn batiri ti o dinku, yiyara wọn le ṣe apejọ pọ, ṣiṣe ti o ga julọ, aye ti o dinku ti awọn iṣoro ni awọn ọna asopọ agbedemeji, ati din owo naa.Gẹgẹbi Tesla, 4680 nla le dinku idiyele iṣelọpọ ti awọn batiri nipasẹ 14%.
Lati le ni ilọsiwaju iwuwo agbara ti idii batiri, batiri 4680 yoo ni idapo pẹlu imọ-ẹrọ CTC (Cell si Chassis).O jẹ lati ṣepọ awọn sẹẹli batiri taara sinu ẹnjini naa.Nipa yiyọ awọn modulu patapata ati awọn akopọ batiri, awọn sẹẹli batiri di iwapọ diẹ sii, nọmba awọn ẹya batiri yoo dinku pupọ, ati lilo aaye ti chassis yoo tun ni ilọsiwaju pupọ.
CTC ni awọn ibeere kan lori agbara igbekalẹ ti batiri naa.Batiri funrarẹ ni lati ru agbara ẹrọ pupọ.Ti a ṣe afiwe pẹlu awọn batiri 18650 ati 2170, batiri ẹyọkan 4680 ni agbara igbekalẹ nla ati agbara igbekalẹ giga, ati batiri ikarahun square gbogbogbo jẹ ikarahun aluminiomu.Ikarahun 4680 jẹ ti irin alagbara, ati pe agbara igbekalẹ atorunwa jẹ iṣeduro.
Ti a bawe pẹlu batiri ikarahun onigun mẹrin, iṣeto ti batiri iyipo yoo ni irọrun diẹ sii, le ṣe deede si oriṣiriṣi oriṣiriṣi chassis, ati pe o le dara julọ ni idapo pẹlu aaye naa.
Gẹgẹbi iwadii ati idajọ ti “EMF”, imọ-ẹrọ CTC jẹ tuyere ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ agbara titun ni 2022, ati pe o tun jẹ orita ni opopona.
Isopọpọ ti batiri sinu ara le jẹ ki itọju ọkọ ayọkẹlẹ jẹ idiju pupọ, ati pe batiri naa ṣoro lati rọpo ni ominira.Awọn idiyele iṣẹ lẹhin-tita yoo pọ si, ati pe awọn idiyele wọnyi yoo kọja taara si awọn alabara, gẹgẹbi awọn idiyele iṣeduro.Bi o tilẹ jẹ pe Musk sọ pe wọn ti ṣe apẹrẹ awọn iṣinipopada atunṣe ti o le ge ati rọpo, yoo gba akoko lati wo bi yoo ṣe ṣiṣẹ daradara.
Ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ ọkọ ayọkẹlẹ ti dabaa awọn solusan imọ-ẹrọ CTC tiwọn, nitori kii ṣe atunto batiri nikan, ṣugbọn tun nilo lati yi eto ara pada.Eyi ni ibatan si tun-pipin ti iṣẹ ni pq ipese ti awọn ile-iṣẹ ti o jọmọ.
CTC jẹ ọna imọ-ẹrọ nikan.O jẹ ara batiri ti a ṣepọ, ti ko yipada.Imọ-ẹrọ miiran wa kọja rẹ - yiyipada batiri.Imọ ọna ẹrọ iyipada batiri jẹ rọrun lati ṣajọpọ, ṣugbọn batiri naa ṣe iranlọwọ nla si agbara batiri naa.Bii o ṣe le yan awọn ipa-ọna meji wọnyi jẹ ere laarin awọn olupese batiri ati awọn OEM.
Imọ ọna ẹrọ CTC ni idapo pẹlu batiri 4680
3. Innovation ninu ilana iṣelọpọ batiri, cathode ati awọn ohun elo anode
Tesla yoo lo ilana elekiturodu batiri ti o gbẹ, dipo lilo epo, iye kekere kan (nipa 5-8%) kan ti PTFE powdered finely binder ti wa ni idapo pẹlu rere / odi elekiturodu lulú, kọja nipasẹ ohun extruder lati fẹlẹfẹlẹ kan ti tinrin rinhoho ti elekiturodu ohun elo, ati ki o si A rinhoho ti elekiturodu awọn ohun elo ti a laminated to kan irin bankanje lọwọlọwọ-odè lati dagba awọn ti pari elekiturodu.
Batiri ti a ṣe ni ọna yii jẹ ọrẹ diẹ sii ni ayika.Ati pe ilana yii yoo mu iwuwo agbara batiri pọ si ati dinku agbara agbara ti iṣelọpọ nipasẹ awọn akoko 10.Imọ-ẹrọ elekiturodu gbigbẹ ṣee ṣe lati di ala-ọna imọ-ẹrọ fun iran ti nbọ.
Tesla 4680 batiri gbẹ elekiturodu ọna ẹrọ
Ni awọn ofin ti awọn ohun elo cathode, Tesla sọ pe yoo tun yọ ohun elo cobalt kuro ninu cathode.Cobalt jẹ gbowolori ati ṣọwọn.O le jẹ iwakusa nikan ni awọn orilẹ-ede diẹ ni agbaye, tabi ni awọn orilẹ-ede Afirika ti ko ni iduroṣinṣin bi Congo.Ti batiri naa ba le yọ eroja koluboti kuro gaan, a le sọ pe o jẹ isọdọtun imọ-ẹrọ pataki kan.
Kobalti
Ni awọn ofin ti awọn ohun elo anode, Tesla yoo bẹrẹ pẹlu awọn ohun elo silikoni ati lo ohun alumọni diẹ sii lati rọpo graphite ti a lo lọwọlọwọ.Agbara imọ-jinlẹ pato ti elekiturodu odi ti o da lori ohun alumọni jẹ giga bi 4200mAh/g, eyiti o jẹ igba mẹwa ti o ga ju ti elekiturodu odi lẹẹdi lọ.Bibẹẹkọ, awọn amọna odi ti o da lori silikoni tun ni awọn iṣoro bii imugboroja iwọn didun irọrun ti ohun alumọni, eletiriki eletiriki ti ko dara, ati pipadanu idiyele idiyele akọkọ nla.
Nitorinaa, ilọsiwaju iṣẹ ti awọn ohun elo jẹ gangan lati wa iwọntunwọnsi laarin iwuwo agbara ati iduroṣinṣin, ati awọn ọja anode ti o da lori ohun alumọni lọwọlọwọ jẹ doped pẹlu ohun alumọni ati lẹẹdi fun lilo apapo.
Tesla ngbero lati yi ipilẹṣẹ pada malleability ti dada silikoni lati jẹ ki o dinku si fifọ, imọ-ẹrọ ti kii ṣe gba awọn batiri laaye nikan ni iyara, ṣugbọn tun mu igbesi aye batiri pọ si nipasẹ 20 ogorun.Tesla lorukọ ohun elo tuntun “Tesla Silicon”, ati idiyele jẹ $ 1.2 / KWh, eyiti o jẹ idamẹwa nikan ti ilana ohun alumọni ti o wa tẹlẹ.
Awọn anodes ti o da lori silikoni ni a gba bi awọn ohun elo anode batiri litiumu ti nbọ.
Awọn awoṣe diẹ lori ọja ti bẹrẹ lati lo awọn ohun elo anode ti o da lori silikoni.Awọn awoṣe bii Tesla Awoṣe 3 tẹlẹ ṣafikun awọn iwọn kekere ti ohun alumọni ninu elekiturodu odi.Laipẹ, awoṣe GAC AION LX Plus ti ṣe ifilọlẹ.Ẹya Qianli ti ni ipese pẹlu imọ-ẹrọ batiri silikoni anode chirún, eyiti o le ṣaṣeyọri awọn ibuso 1,000 ti igbesi aye batiri.
4680 silikoni anode batiri
Lati ṣe akopọ awọn anfani ti imọ-ẹrọ batiri 4680 ni pe o le mu ilọsiwaju ṣiṣẹ lakoko idinku awọn idiyele.
3. Ipa ti o jinna ti awọn batiri 4680
Batiri 4680 kii ṣe iyipada imọ-ẹrọ ipakokoro, kii ṣe aṣeyọri ninu iwuwo agbara, ṣugbọn diẹ sii ti isọdọtun ni imọ-ẹrọ ilana.
Sibẹsibẹ, ti a ṣe nipasẹ Tesla, fun apẹẹrẹ ti isiyi ti ọja agbara titun, iṣelọpọ awọn batiri 4680 yoo yi awoṣe batiri ti o wa tẹlẹ pada.Ile-iṣẹ naa yoo laiseaniani ṣeto igbi ti awọn batiri iyipo nla.
Gẹgẹbi awọn ijabọ, Panasonic ngbero lati bẹrẹ iṣelọpọ pupọ ti awọn batiri agbara nla 4680 fun Tesla ni ibẹrẹ ọdun 2023.Idoko-owo tuntun yoo jẹ giga bi 80 bilionu yeni (isunmọ US $ 704 million).Samsung SDI ati LG Energy tun darapọ mọ idagbasoke batiri 4680 naa.
Ni ile, Yiwei Lithium Energy kede pe oniranlọwọ Yiwei Power ngbero lati kọ laini iṣelọpọ batiri iyipo nla 20GWh fun awọn ọkọ oju-irin ni agbegbe Jingmen High-tech Zone.Batiri BAK ati Agbara Honeycomb yoo tun wọ inu aaye ti awọn batiri iyipo nla.BMW ati CATL tun n mu awọn batiri iyipo nla ṣiṣẹ, ati pe a ti pinnu ilana ipilẹ.
Ifilelẹ Batiri Cylindrical Awọn oluṣelọpọ Batiri
Ẹkẹrin, agbara electromotive ni nkan lati sọ
Imudarasi igbekalẹ ti batiri iyipo nla yoo laiseaniani ṣe igbega idagbasoke ile-iṣẹ batiri agbara.Ko rọrun bi o kan igbegasoke lati batiri 5th si batiri 1st.Ara rẹ ti o sanra ni awọn ibeere nla.
Iye owo batiri naa sunmọ 40% ti iye owo gbogbo ọkọ.Pataki batiri naa bi “okan” jẹ ẹri-ara.Sibẹsibẹ, pẹlu olokiki ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ agbara titun, ibeere fun awọn batiri n pọ si lojoojumọ, ati idiyele awọn ohun elo ti nyara.Imudara ti awọn batiri ti di ọna pataki fun awọn ile-iṣẹ ọkọ ayọkẹlẹ lati ṣe idagbasoke.
Pẹlu idagbasoke awọn imọ-ẹrọ ti o ni ibatan si batiri, awọn ọkọ ina mọnamọna ti ifarada wa ni igun!
Akoko ifiweranṣẹ: Jun-13-2022