BYD плитасы батареясыннан, Honeycomb Energy-ның кобальтсыз батареясына, аннары CATL чорының натрий-ион батареясына кадәр, электр батарея индустриясе өзлексез яңалык кичерде.23 сентябрь, 2020 - Тесла батарея көне, Тесла генераль директоры Элон Маск дөньяга яңа батареяны күрсәтте - 4680 батарея.
Элегерәк, цилиндрик литий батарейкаларның зурлыклары, нигездә, 18650 һәм 21700, һәм 21700 18650 белән чагыштырганда 50% күбрәк энергиягә ия иде.4680 батарея 21700 батареяның күзәнәк сыйдырышлыгыннан биш тапкыр күбрәк, һәм яңа батарея киловатт-сәгатькә бәяне якынча 14% ка киметергә һәм круиз диапазонын 16% ка арттырырга мөмкин.
Маск бу батареяның $ 25,000 электр машинасын мөмкин итәчәген ачыктан-ачык әйтте.
Алайса, бу куркыныч батарея кайдан килеп чыккан?Аннары, без аларны бер-бер артлы анализлыйбыз.
1. 4680 батарея нәрсә ул?
Тесланың электр батарейкаларын атау ысулы бик гади һәм гади.4680 батарея, исеменнән күренгәнчә, цилиндрик батарея, бер күзәнәк диаметры 46 мм һәм биеклеге 80 мм.
Өч төрле размерлы литий-ион цилиндрик батарейкалар
Рәсемнән күренгәнчә, Тесланың оригиналь 18650 батареясы һәм 21700 батареясы белән чагыштырганда, 4680 батарея озын һәм көчле кешегә охшаган.
Ләкин 4680 батарея зурлыкны үзгәртү генә түгел, Тесла эшне яхшырту өчен бик күп яңа технологияләр кертте.
Икенчедән, 4680 батареяның яңа технологиясе
1. Электродсыз колак дизайны
Интуитив рәвештә, 4680-ның иң зур хисләре - зуррак булуы.Алай булгач, ни өчен бүтән җитештерүчеләр батареяны зуррак итмәделәр.Чөнки күләм зуррак һәм энергия никадәр зур булса, җылылыкны контрольдә тоту авыррак, яну һәм шартлаудан куркынычсызлык зуррак.
Тесла, күрәсең, моны да исәпкә алган.
Элекке цилиндрик батарея белән чагыштырганда, 4680 аккумуляторның иң зур структур яңалыгы - электродсыз корыч, ул шулай ук тулы корыч дип атала.Традицион цилиндрик батареяда уңай һәм тискәре бакыр фольга һәм алюминий фольга сепараторы тезелгән һәм яраланган.Электродларны чыгару өчен, бакыр фольга һәм алюминий фольгасының ике очына кыстыргыч дип аталган корыч чыбык эретелә.
Традицион 1860 батареяның озынлыгы 800 мм.Мисал итеп яхшырак үткәрүчәнлек белән бакыр фольгасын алсак, бакыр фольгадан электрны чыгару өчен таблицаларның озынлыгы 800 мм, бу 800 мм озынлыктагы чыбык аша үткән токка тигез.
Хисаплау буенча, каршылык 20mΩ, 2170 батареяның озынлыгы 1000 мм, каршылыгы 23mΩ тирәсе.Шул ук калынлыктагы фильмны 4680 батареяга әйләндерергә кирәк, һәм әйләндерү озынлыгы якынча 3800 мм.
Озынлыкны арттыру өчен бик күп кимчелекләр бар.Электроннар батарейканың ике очындагы таблицаларга барып җитү өчен озынрак юл үтәргә тиеш, каршылык көчәячәк һәм батарея җылынырга мөмкин.Батарейканың эшләве бозылачак һәм хәтта куркынычсызлык проблемаларын тудырачак.Электроннар үткән араны кыскарту өчен, 4680 батарея электродсыз колак технологиясен куллана.
Электродсыз кыстыргычлар юк, ләкин бөтен агым коллекторын салынмага әйләндерә, үткәргеч юл инде кыстыргычка бәйле түгел, һәм ток өстәл янындагы тапшырудан коллектор тәлинкәсенә озын озынлыкка күчерелә. хәзерге коллекционер.
Бөтен үткәргеч озынлыгы 800 дән 1000 мм 1860 яки 2170 бакыр фольга озынлыгы 80 мм (батарея биеклеге) итеп үзгәрде.Каршылык 2мΩга кадәр, ә эчке каршылык куллану 2Wдан 0,2Втка кадәр кими, бу турыдан-туры зурлык тәртибе белән кими.
Бу дизайн батареяның импеденциясен бик киметә һәм цилиндрик батареяның җылыту проблемасын чишә.
Бер яктан, электродсыз колак технологиясе агымдагы үткәрү өлкәсен арттыра, агым үткәрү арасын кыскарта һәм батарейканың эчке каршылыгын сизелерлек киметә;эчке каршылыкның кимүе агымдагы офсет күренешен киметергә һәм батарейка гомерен озайтырга мөмкин;каршылыкның кимүе җылылык җитештерүне дә киметергә мөмкин, һәм электрод үткәргеч каплау Катлам белән батарейка капкасы арасындагы эффектив контакт мәйданы 100% ка җитә ала, бу җылылык тарату сыйфатын яхшырта ала.
4680 батарея күзәнәк структурасы ягыннан яңа электродсыз колак технологиясен куллана, бу чыгымнарны киметә һәм нәтиҗәлелеген күтәрә ала.Икенче яктан, кыстыргычларның эретеп ябыштыру процессы калдырылды, җитештерү эффективлыгы яхшырды, эретеп ябыштыру аркасында килеп чыккан кимчелекләр бер үк вакытта кимергә мөмкин.
Монополь һәм тулы полюс структурасының схематик схемасы
2. CTC технологиясе белән берләштерелгән
Гомумән алганда, батарея күләме зуррак булса, бер үк машинага батарейкалар азрак урнаштырылырга тиеш.18650 күзәнәк белән Теслага 7100 күзәнәк кирәк.4680 батарея куллансагыз, сезгә 900 батарея гына кирәк.
Батарейкалар азрак, аларны тизрәк җыеп була, нәтиҗәлелеге арта, арадаш сылтамаларда проблемалар азрак, бәясе арзанрак.Тесла сүзләре буенча, зур 4680 батарейкаларның җитештерү бәясен 14% ка киметергә мөмкин.
Батарейка пакетының энергия тыгызлыгын яхшырту өчен, 4680 батарея CTC (Cell to Chassis) технологиясе белән берләштереләчәк.Бу батарея күзәнәкләрен турыдан-туры шассига интеграцияләү.Модульләрне һәм батарея пакетларын тулысынча бетереп, батарея күзәнәкләре тагын да тыгызрак була, батарея өлешләре саны бик кимиячәк, һәм шасси киңлеген куллану да яхшырачак.
CTC батареяның структур көченә билгеле бер таләпләргә ия.Батарейка үзе бик күп механик көч йөртергә тиеш.18650 һәм 2170 батареялары белән чагыштырганда, 4680 бер батарея зуррак структур көченә һәм структур көченә ия, гомуми квадрат кабель батареясы - алюминий кабыгы.4680 кабыгы дат басмас корычтан эшләнгән, һәм структур көче гарантияләнә.
Квадрат кабель батареясы белән чагыштырганда, цилиндрик батареяның урнашуы тагын да сыгылучан булачак, төрле шассига яраклаша ала һәм сайт белән яхшырак кушылырга мөмкин.
"EMF" тикшеренүләре һәм хөкемнәре буенча, CTC технологиясе - 2022 елда яңа энергия машиналарының туйеры, һәм ул шулай ук юлдагы чыбык.
Батарейканы организмга интеграцияләү машинаны тотуны катлауландырырга мөмкин, һәм батареяны мөстәкыйль алыштыру кыен.Сатудан соң хезмәт күрсәтү бәяләре артачак, һәм бу чыгымнар турыдан-туры кулланучыларга биреләчәк, мәсәлән, страховка чыгымнары.Маск кисәргә һәм алыштырырга мөмкин булган ремонт рельсларын эшләгәннәрен әйтсә дә, аның ни дәрәҗәдә эшләвен күрү өчен вакыт кирәк булачак.
Күпчелек автомобиль компанияләре үзләренең CTC техник чишелешләрен тәкъдим иттеләр, чөнки ул батареяны тәртипкә китереп кенә калмый, ә тән структурасын да үзгәртергә тиеш.Бу бәйләнешле тармакларның тәэмин итү чылбырында хезмәтне кабат бүлү белән бәйле.
CTC - бары тик техник маршрут.Бу батарея корпусы интеграль, үзгәртелмәгән сүтү.Аннан тагын бер технология бар - батареяны алыштыру.Батарейканы алыштыру технологиясен сүтү җиңел, ләкин батарея батарея көченә зур өлеш кертә.Бу ике маршрутны ничек сайларга - батарея белән тәэмин итүчеләр һәм OEMлар арасында уен.
CTC технологиясе 4680 батарея белән берләштерелгән
3. Батарея җитештерү процессында инновация, катод һәм анод материаллары
Тесла коры батарея электрод процессын кулланачак, эретүче куллану урынына, аз күләмле (якынча 5-8%) нечкә порошок PTFE бәйләүче уңай / тискәре электрод порошогы белән кушыла, экструдер аша нечкә полосаны формалаштыра. электрод материалы, аннары электрод материалының полосасы металл фольга ток коллекторына ламинатланган, беткән электродны формалаштыру.
Бу рәвешле җитештерелгән батарея экологик яктан чиста.Бу процесс батареяның энергия тыгызлыгын арттырачак һәм җитештерүнең энергия куллануны 10 тапкырга киметәчәк.Коры электрод технологиясе киләсе буын өчен технологик этап булырга мөмкин.
Тесла 4680 батарея коры электрод технологиясе
Катод материаллары ягыннан, Тесла катодтагы кобальт элементын да бетерәчәк, диде.Кобальт кыйммәт һәм бик аз.Аны дөньяның бик аз илләрендә, яки Конго кебек тотрыксыз Африка илләрендә казып була.Әгәр дә батарея кобальт элементын чыннан да бетерә алса, аны төп технологик яңалык дип әйтергә мөмкин.
Кобальт
Анод материаллары ягыннан Тесла кремний материаллардан башланачак һәм хәзерге вакытта кулланылган графитны алыштыру өчен күбрәк кремний кулланачак.Кремнийга нигезләнгән тискәре электродның теоретик конкрет сыйдырышлыгы 4200mAh / g га кадәр, бу графит тискәре электродка караганда ун тапкыр югарырак.Ләкин, кремнийга нигезләнгән тискәре электродларда шулай ук кремнийның күләмнең җиңел киңәюе, начар электр үткәрүчәнлеге, зур корылма-агызу югалуы кебек проблемалар бар.
Шуңа күрә, материалларның җитештерүчәнлеген яхшырту, чынлыкта, энергия тыгызлыгы һәм тотрыклылык арасында баланс табу, һәм кремнийга нигезләнгән анод продуктлары кремний һәм графит белән берләштерелгән куллану өчен кулланыла.
Тесла кремний өслегенең бозылу мөмкинлеген азрак үзгәртергә уйлый, бу батарейкаларга тизрәк зарядка ясарга мөмкинлек бирми, батарея гомерен 20 процентка арттыра.Тесла яңа материалны "Тесла Кремний" дип атады, бәясе - $ 1,2 / КВт, бу структуралаштырылган кремний процессының уннан бере генә.
Кремнийга нигезләнгән анодлар киләсе буын литий батарея анод материаллары булып санала.
Базардагы берничә модель кремний нигезендәге анод материалларын куллана башлады.Тесла Модель 3 кебек модельләр тискәре электродка аз күләмле кремнийны кертә.Күптән түгел GAC AION LX Plus моделе эшләтеп җибәрелде.Ianианли версиясе губка кремний анод чип батарея технологиясе белән җиһазландырылган, ул 1000 километр батарея гомеренә ирешә ала.
4680 батарея кремний анод
4680 батарея технологиясенең өстенлекләренә нәтиҗә ясау - чыгымнарны киметкәндә эшне яхшырта ала.
3. 4680 батареяның ерак тәэсире
4680 батарея - диверсив технологик революция түгел, энергия тыгызлыгында алга китеш түгел, ә процесс технологиясендә яңалык.
Ләкин, Тесла идарә иткән, яңа энергия базарының хәзерге үрнәге өчен, 4680 батарея җитештерү хәзерге батарея формасын үзгәртәчәк.Тармак котылгысыз рәвештә зур күләмле цилиндрик батарейкалар дулкыны җибәрәчәк.
Хәбәрләргә караганда, Panasonic 2023 елның башында Тесла өчен 4680 зур сыйдырышлы батарея җитештерә башларга уйлый.Яңа инвестиция 80 миллиард йенга кадәр булачак (якынча 704 миллион АКШ доллары).Samsung SDI һәм LG Energy шулай ук 4680 батарея үсешенә кушылды.
Өй эчендә, Yiwei Lithium Energy аның ярдәмче Yiwei Power компаниясе Джингмен югары технологияле зонасында пассажир машиналары өчен 20ГВт зур цилиндрик батарея җитештерү линиясе төзергә ниятләгәнен хәбәр итте.BAK батареясы һәм бал кортлары энергиясе шулай ук зур цилиндрик батареялар кырына керәчәк.BMW һәм CATL шулай ук зур цилиндрик батарейкаларны актив урнаштыралар, һәм төп үрнәк билгеләнде.
Батарея җитештерүчеләрнең цилиндрик батарея макеты
Дүртенчедән, электромотив көченең әйтер сүзләре бар
Зур цилиндрик батареяның структур яңалыгы, һичшиксез, энергия батареясы үсешенә ярдәм итәчәк.Бу 5-нче батареядан 1-нче батареяга күтәрелү кебек гади түгел.Аның майлы тәнендә зур сораулар бар.
Батарейка бәясе бөтен транспорт бәясенең 40% ка якын."Йөрәк" буларак батареяның мөһимлеге үз-үзен ачык күрсәтә.Ләкин, яңа энергия машиналарының популярлыгы белән, батарейкаларга сорау көннән-көн арта, материалларның бәясе күтәрелә.Батарейкаларның инновациясе автомобиль компанияләре өчен мөһим юлга әйләнде.
Батарея белән бәйле технологияләр үсеше белән, арзан электр машиналары почмакта!
Пост вакыты: 13-2022 июнь