Ji pîlê BYD-ê, heya battera bê kobalt ya Honeycomb Energy, û dûv re heya pîlê sodyûm-ionê ya serdema CATL, pîşesaziya bataryayê ya hêzê nûbûnek domdar ceriband. 23ê Îlona 2020 - Roja Battery Tesla, CEOyê Tesla Elon Musk pîlê nû nîşanî cîhanê da - batarya 4680.
Berê, mezinahiya bataryayên lîtiumê yên silindrîk bi giranî 18650 û 21700 bûn, û 21700 ji 18650% 50% zêdetir enerjî bû.Pîlê 4680 pênc caran ji kapasîteya hucreyê ya 21700 heye, û pîlê nû dikare lêçûna her kîlovat-saetê bi qasî 14% kêm bike û rêjeya rêwîtiyê ji sedî 16 zêde bike.
Musk bi eşkereyî got ku ev pîlê dê otomobîlek elektrîkî ya 25,000 dolarî mumkin bike.
Ji ber vê yekê, ev batarya xeternak ji ku hat?Piştre, em wan yek bi yek analîz bikin.
1. Pîlê 4680 çi ye?
Awayê Tesla yê binavkirina bataryayên hêzê pir sade û sade ye.Pîlê 4680, wekî ku ji navê xwe diyar dike, pîlê cylindrîkî ye ku bi pîvanek yek hucreyê 46 mm û bilindahiya 80 mm e.
Sê mezinahiyên cihêreng ên bataryayên lîtium-ionê yên cylindrîkî
Wekî ku ji wêneyê tê xuya kirin, li gorî pîlê 18650 û 21700 ya orîjînal a Tesla, pîlê 4680 mîna merivekî dirêj û bi hêz xuya dike.
Lê battera 4680 ne tenê guherînek mezinahiyê ye, Tesla ji bo baştirkirina performansê gelek teknolojiyek nû vekiriye.
Ya duyemîn, teknolojiya nû ya battera 4680
1. Sêwirana guhê bê elektrod
Bi hişmendî, hesta herî mezin a 4680 ev e ku ew mezintir e.Ji ber vê yekê çima çêkerên din berê pîlê mezin nekirin.Ji ber ku her ku hejm û enerjiyek mezintir be, kontrolkirina germê dijwartir e û xetera ewlehiyê ya ji şewitandin û teqînê mezintir dibe.
Tesla bi eşkere ev yek jî li ber çavan girtiye.
Li gorî pîlê cylindrîkî ya berê, nûjeniya avahîsaziya herî mezin a pîlê 4680 lûleya bê elektrodê ye, ku wekî lûleya tije jî tê zanîn.Di bataryayek cylindrîkî ya kevneşopî de, pelikên sifir ên erênî û neyînî û veqetandina pelê aluminiumê têne berhev kirin û birîndar kirin. Ji bo ku elektrod derxînin, têlek pêvekirî ya ku jê re tê gotin tab bi du dawiya pelika sifir û pelika aluminiumê ve tê wellandin.
Dirêjahiya pêlêdana pîlê kevneşopî ya 1860 800 mm e. Wek mînakek pelika sifir a bi guheztina çêtir digire, dirêjahiya tabloyên ku elektrîkê ji pelika sifir derdixin 800 mm e, ku bi qasî 800 mm têla dirêj re derbas dibe.
Bi hesabkirinê, berxwedan bi qasî 20mΩ ye, dirêjahiya pêlêdana pîlê 2170 bi qasî 1000mm e, û berxwedan bi qasî 23mΩ ye.Dikare bi hêsanî were veguheztin ku pêdivî ye ku fîlima bi heman qalindiyê di pîlê 4680 de were rijandin, û dirêjahiya pêlê bi qasî 3800 mm e.
Gelek kêmasiyên zêdekirina dirêjahiya pêlê hene. Pêdivî ye ku elektron dûrek dirêjtir bigerin da ku bigihîjin tabloyên li her du dawiya pîlê, berxwedan dê zêde bibe, û pîlê dê bêtir ji germê re bibe.Performansa pîlê dê xirab bibe û tewra pirsgirêkên ewlehiyê jî çêbike.Ji bo kurtkirina dûrahiya ku ji hêla elektronan ve hatî rêve kirin, pîlê 4680 teknolojiya guhê bê elektrodê bikar tîne.
Tabloya bê elektrodê çu tab nîne, lê tevaya kolektora heyî vediguhere tabloyekê, rêça rêvegirtinê êdî bi tabloyê ve girêdayî nabe, û herik ji veguheztina paşîn a li ser tabê vediguhezîne plakaya kolektorê berbi veguheztina dirêjî ya berhevkarê heyî.
Tevahiya dirêjahiya guhêzbar ji 800 ber 1000 mm ya 1860 an 2170 dirêjahiya pelika sifir heya 80 mm (bilindahiya pîlê) hatîye guhertin.Berxwedan bi 2mΩ kêm dibe, û mezaxtina berxwedana navxweyî ji 2W ber 0.2W kêm dibe, ku rasterast bi fermanek mezinahiyê kêm dibe.
Vê sêwiranê pir zêde impedansê pîlê kêm dike û pirsgirêka germkirina pîlê cylindrical çareser dike.
Ji aliyek ve, teknolojiya guhê bê elektrodê qada guhastinê ya heyî zêde dike, dûrahiya veguheztina heyî kurt dike, û berxwedana hundurîn a pîlê pir kêm dike; kêmkirina berxwedana hundurîn dikare diyardeya guheztina heyî kêm bike û jiyana bateriyê dirêj bike; Kêmkirina berxwedanê dikare hilberîna germê jî kêm bike, û pêlava gihandina elektrodê Qada pêwendiya bandorker a di navbera qat û kapaxa dawiya batterê de dikare bigihîje% 100, ku dikare kapasîteya belavbûna germê baştir bike.
Pîlê 4680 di warê avahiya hucreyê de celebek nû ya teknolojiya guhê bê elektrodê qebûl dike, ku dikare lêçûn kêm bike û karbidestiyê zêde bike.Ji hêla din ve, pêvajoya welding tabloyan ji holê radibe, karbidestiya hilberînê baştir dibe, û rêjeya kêmasiya ku ji hêla weldingê ve hatî çêkirin dikare di heman demê de kêm bibe.
Diyagrama şematîk a avahiya monopol û tije-pol
2. Bi teknolojiya CTC re hevbeş
Bi gelemperî, mezinahiya pîlê mezin, pêdivî ye ku di heman wesayitê de hindiktir batar werin saz kirin.Bi 18650 hucreyan, Teslayek hewceyê 7100 hucreyan e.Ger hûn 4680 bataryayê bikar bînin, hûn tenê hewceyê 900 bataryayê ne.
Kêmtir batarî, ew qas zûtir dikarin werin berhev kirin, karîgerî bilindtir dibe, şansê pirsgirêkên di girêdanên navîn de kêm dibe, û bihayê erzantir dibe.Li gorî Tesla, 4680-ya mezin dikare bihayê hilberîna bataryayê 14% kêm bike.
Ji bo baştirkirina dendika enerjiyê ya pakêta pîlê, dê pîlê 4680 bi teknolojiya CTC (Cell to Chassis) re were hev kirin.Ew e ku hucreyên pîlê rasterast di nav şasiyê de yek bikin.Bi tevahî rakirina modul û pakêtên baterî, hucreyên pîlê tevlihevtir dibin, dê jimara perçeyên pîlê pir kêm bibe, û karanîna cîhê şasiyê jî dê pir çêtir bibe.
CTC li ser hêza strukturî ya pîlê hin hewcedariyên xwe hene. Pîl bixwe pêdivî ye ku gelek hêza mekanîkî hilgire. Li gorî bataryayên 18650 û 2170, pîlê yekane 4680 xwedan hêzek avahîsaziyek mezintir û hêza avahîsaziyê ya bilind e, û battera şêlê ya çargoşe ya gelemperî şêlek aluminium e. Kevirê 4680 ji polayê zengarnegir hatî çêkirin, û hêza strukturê ya xwerû tê garantî kirin.
Li gorî pîlê çargoşeya çargoşe, sêwirana pîlê silindrîkî dê maqûltir be, dikare bi cûrbecûr şasiyonên cihêreng re adapte bibe, û dikare bi malperê re çêtir were hevber kirin.
Li gorî lêkolîn û dadbarkirina "EMF", teknolojiya CTC di sala 2022-an de tuyere wesayitên enerjiya nû ye, û ew di heman demê de di rê de qulikek e.
Yekbûna pîlê di laş de dikare domandina wesayîtê zehf tevlihev bike, û guheztina pîlê bi serê xwe dijwar e.Bihayên karûbarê piştî firotanê dê zêde bibin, û ev lêçûn dê rasterast ji xerîdaran re werin derbas kirin, wekî mesrefên bîmeyê.Her çend Musk îdia dike ku wan rêlên tamîrkirinê sêwirandiye ku dikarin werin qutkirin û guheztin, ew ê dem bigire ku meriv bibîne ka ew ê çiqas baş bixebite.
Gelek pargîdaniyên gerîdeyê çareseriyên teknîkî yên CTC yên xwe pêşniyar kirine, ji ber ku ew ne tenê batterê ji nû ve saz dike, lê di heman demê de pêdivî ye ku strukturê laş jî biguhezîne.Ev bi ji nû ve dabeşkirina kedê di zincîra peydakirina pîşesaziyên têkildar de têkildar e.
CTC tenê rêyek teknîkî ye.Ew laşek pîlê ye ku yekgirtî ye, veqetandinek neguhêrbar e.Teknolojiyek din jî heye - guheztina batterê.Teknolojiya guheztina batterê hêsan e ku meriv ji hev veqetîne, lê pîlê tevkariyek mezin li hêza batterê dike.Meriv çawa van her du rêçan hilbijêrin lîstikek di navbera peydakiroxên baterî û OEM-an de ye.
Teknolojiya CTC bi battera 4680 re tête hev kirin
3. Nûbûn di pêvajoya hilberîna batterê de, materyalên katod û anode
Tesla dê pêvajoya elektroda pîlê hişk bikar bîne, li şûna ku çareserkerek bikar bîne, mîqdarek piçûk (nêzîkî 5-8%) ji girêkek PTFE-ya hûrkirî bi toza elektrodê pozîtîf/neyînî tê tevlihev kirin, di nav extruderek re derbas dibe da ku xelekek zirav çêbike. maddeya elektrodê, û dûv re Kevirek ji materyalê elektrodê li kolektorek heyî ya foila metal hate pêçandin da ku elektrodê qediyayî pêk bîne.
Pîlê ku bi vî rengî tê hilberandin ji hawîrdorê bêtir dostane ye.Û ev pêvajo dê dendika enerjiyê ya pîlê zêde bike û xerckirina enerjiya hilberînê 10 carî kêm bike.Teknolojiya elektrodê hişk dibe ku ji bo nifşa pêşeroj bibe pîvana teknolojîk.
Teknolojiya elektrodê hişk a batterê Tesla 4680
Di warê materyalên katodê de, Tesla got ku ew ê hêmana kobaltê ya di katodê de jî derxîne.Kobalt biha û kêm e.Ew tenê li welatên pir hindik ên cîhanê, an li welatên Afrîkayê yên bêîstiqrar ên mîna Kongo dikare were derxistin.Ger pîlê bi rastî bikaribe hêmana kobaltê ji holê rake, meriv dikare bibêje ku ew nûbûnek teknolojîk a sereke ye.
Kobalt
Di warê materyalên anode de, Tesla dê bi materyalên silicon dest pê bike û bêtir silicon bikar bîne da ku li şûna grafîta ku niha tê bikar anîn bigire.Kapasîteya taybetî ya teorîkî ya elektrodê negatîf-based silicon bi qasî 4200 mAh / g e, ku deh qat ji ya elektroda neyînî ya grafît zêdetir e.Lêbelê, elektrodên neyînî yên li ser bingeha silicon di heman demê de pirsgirêkên wekî berfirehkirina hesanî ya silicon, guheztina elektrîkî ya belengaz, û windabûna bar-dakêşana destpêkê ya mezin jî hene.
Ji ber vê yekê, başkirina performansê ya materyalan bi rastî ev e ku meriv hevsengiyek di navbera tîrêjiya enerjiyê û aramiyê de bibîne, û hilberên anode-bingeha silicon-a heyî ji bo karanîna tevlihev bi silicon û grafît têne dop kirin.
Tesla plan dike ku bi bingehîn guheztina rûbera siliconê biguhezîne da ku ew kêmtir meyla şikestinê bike, teknolojiyek ku ne tenê dihêle ku batarî zûtir bar bikin, lê di heman demê de jiyana bateriyê ji sedî 20 zêde dike.Tesla navê materyalê nû kir "Tesla Silicon", û lêçûn 1,2 $/KWh e, ku tenê yek-dehek pêvajoya siliconê ya sazkirî ya heyî ye.
Anodên bingehîn ên silicon wekî materyalên anode battera lîtium-ê ya nifşê din têne hesibandin.
Çend modelên li ser sûkê dest bi karanîna materyalên anode-based silicon kirine.Modelên wekî Tesla Model 3 berê mîqdarên piçûk ên siliconê di elektrodê neyînî de vedihewînin.Di van demên dawî de, modela GAC AION LX Plus hate destpêkirin. Guhertoya Qianli bi teknolojiya battera çîpê anodê ya silicon spongê ve hatî stend, ku dikare 1,000 kîlometre jiyana bateriyê bi dest bixe.
4680 pîlê silicon anode
Bi kurtkirina avantajên teknolojiya battera 4680 ev e ku ew dikare performansê baştir bike û lêçûn kêm bike.
3. Bandora dûr a bataryayên 4680
Pîlê 4680 ne şoreşek teknolojiyê ya bindest e, ne di dendika enerjiyê de serkeftinek e, lê di teknolojiya pêvajoyê de bêtir nûbûnek e.
Lêbelê, ji hêla Tesla ve hatî rêve kirin, ji bo şêwaza heyî ya bazara enerjiyê ya nû, hilberîna 4680 pîlê dê şêwaza bateriya heyî biguhezîne.Pîşesazî bi neçarî dê pêleke bataryayên cylindrîkî yên bi cildê mezin derxîne holê.
Li gorî agahiyan, Panasonic plan dike ku di destpêka sala 2023-an de dest bi hilberîna girseyî ya 4680 bataryayên bi kapasîteya mezin ji bo Tesla bike.Veberhênana nû dê bi qasî 80 mîlyar yen (nêzîkî 704 mîlyon dolar) be.Samsung SDI û LG Energy jî beşdarî pêşkeftina battera 4680 bûne.
Li hundur, Yiwei Lithium Energy ragihand ku pargîdaniya wê Yiwei Power plan dike ku ji bo wesayîtên rêwiyan li Zona Teknolojiya Bilind a Jingmen xetek hilberîna bataryaya mezin a 20GWh ava bike. BAK Battery and Honeycomb Energy jî dê bikevin qada pîlên mezin ên silindrîk. BMW û CATL di heman demê de bi aktîvî bataryayên cylindrîkî yên mezin bicîh dikin, û şêwaza bingehîn hate destnîşankirin.
Battery Manufacturers 'Cylindrical Battery Layout
Çaremîn, hêza elektromotîv tiştek heye ku bêje
Nûbûniya strukturel a battera cylindrîkî ya mezin bê guman dê pêşkeftina pîşesaziya pîlê hêzê pêşve bibe. Ew ne ew qas hêsan e ku tenê ji battera 5-an berbi battera 1-an ve nûve bike. Laşê wê yê qelew pirsên mezin hene.
Mesrefa pîlê nêzîkî 40% ji lêçûna tevahiya wesayîtê ye. Girîngiya pîlê wekî "dil" bi xwe diyar e.Lêbelê, digel populerbûna wesayîtên nû yên enerjiyê, daxwaziya bataryayê roj bi roj zêde dibe, bihayê materyalan jî zêde dibe. Nûjeniya bataryayê ji bo pêşkeftina pargîdaniyên otomobîlan bûye rêyek girîng.
Bi pêşkeftina teknolojiyên têkildar ên pîlê re, wesayîtên elektrîkê yên erzan hema hema li dora quncikê ne!
Dema şandinê: Jun-13-2022