BYD ની બ્લેડ બેટરીથી લઈને હનીકોમ્બ એનર્જીની કોબાલ્ટ-ફ્રી બેટરી અને પછી CATL યુગની સોડિયમ-આયન બેટરી સુધી, પાવર બેટરી ઉદ્યોગે સતત નવીનતાનો અનુભવ કર્યો છે. 23 સપ્ટેમ્બર, 2020 - ટેસ્લા બેટરી ડે, ટેસ્લાના સીઇઓ એલોન મસ્કએ વિશ્વને એક નવી બેટરી બતાવી - 4680 બેટરી.
અગાઉ, નળાકાર લિથિયમ બેટરીના કદ મુખ્યત્વે 18650 અને 21700 હતા, અને 21700માં 18650 કરતાં 50% વધુ ઊર્જા હતી.4680 બૅટરી 21700 બૅટરીની સેલ ક્ષમતા કરતાં પાંચ ગણી વધારે છે અને નવી બૅટરી પ્રતિ કિલોવોટ-કલાકનો ખર્ચ લગભગ 14% ઘટાડી શકે છે અને ક્રૂઝિંગ રેન્જમાં 16% વધારો કરી શકે છે.
મસ્કએ સ્પષ્ટપણે કહ્યું કે આ બેટરી $25,000ની ઇલેક્ટ્રિક કારને શક્ય બનાવશે.
તો, આ ભયજનક બેટરી ક્યાંથી આવી?આગળ, અમે તેનું એક પછી એક વિશ્લેષણ કરીએ છીએ.
1. 4680 બેટરી શું છે?
પાવર બેટરીને નામ આપવાની ટેસ્લાની રીત ખૂબ જ સરળ અને સીધી છે.4680 બેટરી, જેમ કે નામ સૂચવે છે, 46mmના સિંગલ સેલ વ્યાસ અને 80mmની ઊંચાઈ સાથેની નળાકાર બેટરી છે.
ત્રણ અલગ અલગ કદની લિથિયમ-આયન નળાકાર બેટરી
ચિત્રમાંથી જોઈ શકાય છે કે, ટેસ્લાની મૂળ 18650 બેટરી અને 21700 બેટરીની સરખામણીમાં, 4680ની બેટરી ઊંચા અને મજબૂત માણસ જેવી લાગે છે.
પરંતુ 4680 બેટરી એ માત્ર કદમાં ફેરફાર નથી, ટેસ્લાએ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે ઘણી નવી ટેકનોલોજીનો સમાવેશ કર્યો છે.
બીજું, 4680 બેટરીની નવી ટેકનોલોજી
1. ઇલેક્ટ્રોડલેસ કાનની ડિઝાઇન
સાહજિક રીતે, 4680 ની સૌથી મોટી લાગણી એ છે કે તે મોટું છે.તો શા માટે અન્ય ઉત્પાદકોએ ભૂતકાળમાં બેટરીને મોટી બનાવી નથી.આ એટલા માટે છે કારણ કે વોલ્યુમ જેટલું મોટું અને ઊર્જા જેટલી વધારે છે, ગરમીને નિયંત્રિત કરવી મુશ્કેલ છે અને બર્નિંગ અને વિસ્ફોટથી સલામતીનું જોખમ વધારે છે.
ટેસ્લાએ દેખીતી રીતે આને પણ ધ્યાનમાં લીધું છે.
અગાઉની નળાકાર બેટરીની તુલનામાં, 4680 બેટરીની સૌથી મોટી માળખાકીય નવીનતા એ ઇલેક્ટ્રોડલેસ લગ છે, જેને ફુલ લગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.પરંપરાગત નળાકાર બેટરીમાં, હકારાત્મક અને નકારાત્મક કોપર ફોઇલ અને એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ વિભાજક સ્ટેક અને ઘાયલ થાય છે. ઇલેક્ટ્રોડને બહાર કાઢવા માટે, ટેબ નામના લીડ વાયરને કોપર ફોઇલ અને એલ્યુમિનિયમ ફોઇલના બે છેડા સુધી વેલ્ડ કરવામાં આવે છે.
પરંપરાગત 1860 બેટરીની વિન્ડિંગ લંબાઈ 800mm છે. ઉદાહરણ તરીકે વધુ સારી વાહકતા સાથે તાંબાના વરખને લઈએ તો, કોપર ફોઈલમાંથી વીજળીને બહાર લઈ જવા માટે ટેબની લંબાઈ 800mm છે, જે 800mm લાંબા વાયરમાંથી પસાર થતા પ્રવાહની સમકક્ષ છે.
ગણતરી દ્વારા, પ્રતિકાર લગભગ 20mΩ છે, 2170 બેટરીની વિન્ડિંગ લંબાઈ લગભગ 1000mm છે, અને પ્રતિકાર લગભગ 23mΩ છે.તે સરળતાથી રૂપાંતરિત કરી શકાય છે કે સમાન જાડાઈની ફિલ્મને 4680 બેટરીમાં રોલ કરવાની જરૂર છે, અને વિન્ડિંગ લંબાઈ લગભગ 3800mm છે.
વિન્ડિંગ લંબાઈ વધારવા માટે ઘણા ગેરફાયદા છે. બેટરીના બંને છેડે ટેબ્સ સુધી પહોંચવા માટે ઈલેક્ટ્રોન્સને લાંબા અંતરની મુસાફરી કરવાની જરૂર છે, પ્રતિકાર વધશે, અને બેટરી ગરમી માટે વધુ સંવેદનશીલ હશે.બેટરીનું પ્રદર્શન બગડશે અને સલામતી સમસ્યાઓ પણ ઊભી કરશે.ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા મુસાફરી કરેલ અંતરને ઘટાડવા માટે, 4680 બેટરી ઇલેક્ટ્રોડલેસ ઇયર ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે.
ઇલેક્ટ્રોડલેસ ટેબમાં કોઈ ટેબ હોતી નથી, પરંતુ સમગ્ર વર્તમાન કલેક્ટરને ટેબમાં ફેરવે છે, વાહક માર્ગ હવે ટેબ પર આધાર રાખતો નથી, અને વર્તમાન ટેબની બાજુના ટ્રાન્સમિશનથી કલેક્ટર પ્લેટ પરના રેખાંશ ટ્રાન્સમિશનમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. વર્તમાન કલેક્ટર.
સમગ્ર વાહક લંબાઈ 1860 અથવા 2170 કોપર ફોઈલ લંબાઈના 800 થી 1000mm થી 80mm (બેટરી ઊંચાઈ) માં બદલાઈ ગઈ છે.પ્રતિકાર ઘટાડીને 2mΩ કરવામાં આવે છે, અને આંતરિક પ્રતિકાર વપરાશ 2W થી 0.2W સુધી ઘટાડવામાં આવે છે, જે તીવ્રતાના ક્રમ દ્વારા સીધો ઘટાડો થાય છે.
આ ડિઝાઇન બેટરીના અવરોધને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે અને નળાકાર બેટરીની ગરમીની સમસ્યાને હલ કરે છે.
એક તરફ, ઇલેક્ટ્રોડલેસ ઇયર ટેક્નોલોજી વર્તમાન વહન ક્ષેત્રને વધારે છે, વર્તમાન વહન અંતરને ટૂંકાવે છે અને બેટરીના આંતરિક પ્રતિકારને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે; આંતરિક પ્રતિકારમાં ઘટાડો વર્તમાન ઓફસેટ ઘટનાને ઘટાડી શકે છે અને બેટરી જીવનને લંબાવી શકે છે; પ્રતિકારમાં ઘટાડો ગરમીનું ઉત્પાદન પણ ઘટાડી શકે છે, અને ઇલેક્ટ્રોડ વાહક કોટિંગ સ્તર અને બેટરીના અંતની કેપ વચ્ચેનો અસરકારક સંપર્ક વિસ્તાર 100% સુધી પહોંચી શકે છે, જે ગરમીના વિસર્જનની ક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે.
4680 બેટરી સેલ સ્ટ્રક્ચરના સંદર્ભમાં નવા પ્રકારની ઇલેક્ટ્રોડલેસ ઇયર ટેક્નોલોજી અપનાવે છે, જે ખર્ચ ઘટાડી શકે છે અને કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરી શકે છે.બીજી બાજુ, ટેબ્સની વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાને અવગણવામાં આવે છે, ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે, અને વેલ્ડીંગને કારણે થતી ખામી દર તે જ સમયે ઘટાડી શકાય છે.
મોનોપોલ અને ફુલ-પોલ સ્ટ્રક્ચરનું સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ
2. સીટીસી ટેક્નોલોજી સાથે સંયોજિત
સામાન્ય રીતે કહીએ તો, બેટરીનું કદ જેટલું મોટું છે, તે જ વાહનમાં ઓછી બેટરીઓ ઇન્સ્ટોલ કરવાની જરૂર છે.18650 કોષો સાથે, ટેસ્લાને 7100 કોષોની જરૂર છે.જો તમે 4680 બેટરીનો ઉપયોગ કરો છો, તો તમારે ફક્ત 900 બેટરીની જરૂર પડશે.
જેટલી ઓછી બેટરી, તેટલી ઝડપથી એસેમ્બલ થઈ શકે છે, કાર્યક્ષમતા વધારે છે, મધ્યવર્તી લિંક્સમાં સમસ્યાઓની શક્યતા ઓછી છે અને કિંમત સસ્તી છે.ટેસ્લા અનુસાર, મોટી 4680 બેટરીની ઉત્પાદન કિંમત 14% ઘટાડી શકે છે.
બેટરી પેકની ઉર્જા ઘનતાને સુધારવા માટે, 4680 બેટરીને CTC (સેલ ટુ ચેસિસ) ટેકનોલોજી સાથે જોડવામાં આવશે.તે ચેસિસમાં સીધા જ બેટરી કોષોને એકીકૃત કરવાનું છે.મોડ્યુલો અને બેટરી પેકને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવાથી, બેટરી કોષો વધુ કોમ્પેક્ટ બને છે, બેટરીના ભાગોની સંખ્યામાં ઘણો ઘટાડો થશે, અને ચેસિસની જગ્યાનો ઉપયોગ પણ ઘણો બહેતર બનશે.
CTC ની બેટરીની માળખાકીય શક્તિ પર કેટલીક આવશ્યકતાઓ છે. બેટરીએ જ ઘણી બધી યાંત્રિક તાકાત સહન કરવી પડે છે. 18650 અને 2170 બેટરીની તુલનામાં, 4680 સિંગલ બેટરીમાં મોટી માળખાકીય શક્તિ અને ઉચ્ચ માળખાકીય શક્તિ છે, અને સામાન્ય ચોરસ શેલ બેટરી એ એલ્યુમિનિયમ શેલ છે. 4680 શેલ સ્ટેનલેસ સ્ટીલથી બનેલું છે, અને આંતરિક માળખાકીય શક્તિની ખાતરી આપવામાં આવે છે.
ચોરસ શેલ બેટરીની તુલનામાં, નળાકાર બેટરીનું લેઆઉટ વધુ લવચીક હશે, વિવિધ ચેસીસને અનુકૂલિત થઈ શકે છે અને સાઇટ સાથે વધુ સારી રીતે જોડી શકાય છે.
“EMF” ના સંશોધન અને ચુકાદા મુજબ, CTC ટેક્નોલોજી એ 2022 માં નવા ઉર્જા વાહનોનું ટ્યુયર છે, અને તે રસ્તામાં એક કાંટો પણ છે.
શરીરમાં બેટરીનું એકીકરણ વાહનની જાળવણીને અત્યંત જટિલ બનાવી શકે છે, અને બેટરીને સ્વતંત્ર રીતે બદલવી મુશ્કેલ છે.વેચાણ પછીની સેવાની કિંમતો વધશે, અને આ ખર્ચ સીધા ગ્રાહકોને આપવામાં આવશે, જેમ કે વીમા ખર્ચ.જો કે મસ્ક દાવો કરે છે કે તેઓએ સમારકામની રેલ ડિઝાઇન કરી છે જેને કાપી અને બદલી શકાય છે, તે કેટલું સારું કામ કરશે તે જોવામાં સમય લાગશે.
ઘણી કાર કંપનીઓએ તેમના પોતાના CTC ટેકનિકલ સોલ્યુશન્સનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો છે, કારણ કે તે માત્ર બેટરીને ફરીથી ગોઠવતું નથી, પરંતુ શરીરની રચનામાં પણ ફેરફાર કરવાની જરૂર છે.આ સંબંધિત ઉદ્યોગોની સપ્લાય ચેઇનમાં શ્રમના પુનઃવિભાજન સાથે સંબંધિત છે.
CTC માત્ર એક તકનીકી માર્ગ છે.તે એકીકૃત, અપરિવર્તિત ડિસએસેમ્બલી બેટરી બોડી છે.તેમાંથી બીજી ટેક્નોલોજી છે - બેટરી સ્વેપિંગ.બેટરી સ્વેપ ટેક્નોલોજી ડિસએસેમ્બલ કરવા માટે સરળ છે, પરંતુ બેટરી બેટરીની શક્તિમાં મોટો ફાળો આપે છે.આ બે માર્ગો કેવી રીતે પસંદ કરવા તે બેટરી સપ્લાયર્સ અને OEM વચ્ચેની રમત છે.
CTC ટેકનોલોજી 4680 બેટરી સાથે જોડાયેલી છે
3. બેટરી ઉત્પાદન પ્રક્રિયા, કેથોડ અને એનોડ સામગ્રીમાં નવીનતા
ટેસ્લા ડ્રાય બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરશે, દ્રાવકનો ઉપયોગ કરવાને બદલે, બારીક પાવડર પીટીએફઇ બાઈન્ડરની થોડી માત્રા (લગભગ 5-8%) હકારાત્મક/નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ પાવડર સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે છે, જે એક પાતળી પટ્ટી બનાવવા માટે એક્સ્ટ્રુડરમાંથી પસાર થાય છે. ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી, અને પછી ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની એક પટ્ટીને મેટલ ફોઇલ વર્તમાન કલેક્ટર પર લેમિનેટ કરવામાં આવી હતી જેથી તૈયાર ઇલેક્ટ્રોડ બનાવવામાં આવે.
આ રીતે ઉત્પાદિત બેટરી વધુ પર્યાવરણને અનુકૂળ છે.અને આ પ્રક્રિયા બેટરીની ઉર્જા ઘનતામાં વધારો કરશે અને ઉત્પાદનના ઊર્જા વપરાશમાં 10 ગણો ઘટાડો કરશે.ડ્રાય ઇલેક્ટ્રોડ ટેક્નોલોજી આગામી પેઢી માટે ટેક્નોલોજીકલ બેન્ચમાર્ક બનવાની શક્યતા છે.
ટેસ્લા 4680 બેટરી ડ્રાય ઇલેક્ટ્રોડ ટેકનોલોજી
કેથોડ સામગ્રીના સંદર્ભમાં, ટેસ્લાએ કહ્યું કે તે કેથોડમાં રહેલા કોબાલ્ટ તત્વને પણ દૂર કરશે.કોબાલ્ટ ખર્ચાળ અને દુર્લભ છે.તે વિશ્વના બહુ ઓછા દેશોમાં અથવા કોંગો જેવા અસ્થિર આફ્રિકન દેશોમાં જ ખનન કરી શકાય છે.જો બેટરી ખરેખર કોબાલ્ટ તત્વને દૂર કરી શકે છે, તો તે એક મોટી તકનીકી નવીનતા કહી શકાય.
કોબાલ્ટ
એનોડ સામગ્રીના સંદર્ભમાં, ટેસ્લા સિલિકોન સામગ્રીથી પ્રારંભ કરશે અને હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ગ્રેફાઇટને બદલવા માટે વધુ સિલિકોનનો ઉપયોગ કરશે.સિલિકોન-આધારિત નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડની સૈદ્ધાંતિક વિશિષ્ટ ક્ષમતા 4200mAh/g જેટલી ઊંચી છે, જે ગ્રેફાઇટ નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ કરતાં દસ ગણી વધારે છે.જો કે, સિલિકોન-આધારિત નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ્સમાં સિલિકોનનું સરળ વોલ્યુમ વિસ્તરણ, નબળી વિદ્યુત વાહકતા અને મોટા પ્રારંભિક ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ નુકશાન જેવી સમસ્યાઓ પણ હોય છે.
તેથી, સામગ્રીના પ્રદર્શનમાં સુધારો એ ખરેખર ઊર્જા ઘનતા અને સ્થિરતા વચ્ચે સંતુલન શોધવા માટે છે, અને વર્તમાન સિલિકોન-આધારિત એનોડ ઉત્પાદનો સંયુક્ત ઉપયોગ માટે સિલિકોન અને ગ્રેફાઇટ સાથે ડોપ્ડ છે.
ટેસ્લાએ સિલિકોનની સપાટીને તૂટવાનું ઓછું જોખમ બનાવવા માટે મૂળભૂત રીતે તેને બદલવાની યોજના બનાવી છે, એક એવી ટેક્નોલોજી કે જે માત્ર બેટરીને ઝડપથી ચાર્જ કરવાની મંજૂરી આપતી નથી, પણ બૅટરીની આવરદામાં 20 ટકા વધારો પણ કરે છે.ટેસ્લાએ નવી સામગ્રીને "ટેસ્લા સિલિકોન" નામ આપ્યું છે, અને તેની કિંમત $1.2/KWh છે, જે હાલની સંરચિત સિલિકોન પ્રક્રિયાનો માત્ર દસમો ભાગ છે.
સિલિકોન-આધારિત એનોડને આગામી પેઢીના લિથિયમ બેટરી એનોડ સામગ્રી તરીકે ગણવામાં આવે છે.
બજારમાં કેટલાક મોડલ્સે સિલિકોન-આધારિત એનોડ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું છે.ટેસ્લા મોડલ 3 જેવા મોડલ પહેલાથી જ નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં ઓછી માત્રામાં સિલિકોનનો સમાવેશ કરે છે.તાજેતરમાં, GAC AION LX Plus મોડલ લોન્ચ કરવામાં આવ્યું હતું. Qianli વર્ઝન સ્પોન્જ સિલિકોન એનોડ ચિપ બેટરી ટેક્નોલોજીથી સજ્જ છે, જે 1,000 કિલોમીટરની બેટરી આવરદા હાંસલ કરી શકે છે.
4680 બેટરી સિલિકોન એનોડ
4680 બેટરી ટેક્નોલોજીના ફાયદાઓનો સરવાળો એ છે કે તે ખર્ચ ઘટાડીને પ્રદર્શનમાં સુધારો કરી શકે છે.
3. 4680 બેટરીની દૂરગામી અસર
4680 બેટરી એ વિધ્વંસક તકનીકી ક્રાંતિ નથી, ઊર્જા ઘનતામાં પ્રગતિ નથી, પરંતુ પ્રક્રિયા તકનીકમાં વધુ નવીનતા છે.
જો કે, ટેસ્લા દ્વારા સંચાલિત, નવા ઊર્જા બજારની વર્તમાન પેટર્ન માટે, 4680 બેટરીનું ઉત્પાદન હાલની બેટરી પેટર્નને બદલશે.ઉદ્યોગ અનિવાર્યપણે મોટા-વોલ્યુમ સિલિન્ડ્રિકલ બેટરીની લહેર શરૂ કરશે.
અહેવાલો અનુસાર, Panasonic 2023ની શરૂઆતમાં ટેસ્લા માટે 4680 મોટી-ક્ષમતા ધરાવતી બેટરીનું મોટા પાયે ઉત્પાદન શરૂ કરવાની યોજના ધરાવે છે.નવું રોકાણ 80 બિલિયન યેન (અંદાજે US$704 મિલિયન) જેટલું ઊંચું હશે.સેમસંગ SDI અને LG એનર્જી પણ 4680 બેટરીના વિકાસમાં જોડાયા છે.
સ્થાનિક રીતે, Yiwei Lithium Energy એ જાહેરાત કરી કે તેની પેટાકંપની Yiwei Powerએ જિંગમેન હાઈ-ટેક ઝોનમાં પેસેન્જર વાહનો માટે 20GWh ની મોટી નળાકાર બેટરી ઉત્પાદન લાઇન બનાવવાની યોજના બનાવી છે. BAK બેટરી અને હનીકોમ્બ એનર્જી પણ મોટી નળાકાર બેટરીના ક્ષેત્રમાં પ્રવેશ કરશે. BMW અને CATL પણ સક્રિયપણે મોટી નળાકાર બેટરીનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં છે, અને મૂળભૂત પેટર્ન નક્કી કરવામાં આવી છે.
બેટરી ઉત્પાદકોનું નળાકાર બેટરી લેઆઉટ
ચોથું, ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ પાસે કંઈક કહેવાનું છે
મોટી નળાકાર બેટરીની માળખાકીય નવીનતા નિઃશંકપણે પાવર બેટરી ઉદ્યોગના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપશે. તે માત્ર 5મી બેટરીથી 1લી બેટરીમાં અપગ્રેડ કરવા જેટલું સરળ નથી. તેના ચરબીયુક્ત શરીરને મોટા પ્રશ્નો છે.
બેટરીની કિંમત સમગ્ર વાહનની કિંમતના 40% જેટલી છે. "હૃદય" તરીકે બેટરીનું મહત્વ સ્વયં સ્પષ્ટ છે.જો કે, નવા ઉર્જા વાહનોની લોકપ્રિયતા સાથે, બેટરીની માંગ દિવસેને દિવસે વધી રહી છે, અને સામગ્રીની કિંમત વધી રહી છે. બેટરીની નવીનતા એ કાર કંપનીઓ માટે વિકાસ કરવાનો એક મહત્વપૂર્ણ માર્ગ બની ગયો છે.
બેટરી-સંબંધિત ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે, પોસાય તેવા ઈલેક્ટ્રિક વાહનો નજીકમાં છે!
પોસ્ટનો સમય: જૂન-13-2022