BYD को ब्लेड ब्याट्रीबाट, Honeycomb Energy को कोबाल्ट-मुक्त ब्याट्री, र त्यसपछि CATL युगको सोडियम-आयन ब्याट्री सम्म, पावर ब्याट्री उद्योगले निरन्तर नवीनता अनुभव गरेको छ। सेप्टेम्बर 23, 2020 - टेस्ला ब्याट्री दिवस, टेस्लाका सीईओ एलोन मस्कले संसारलाई नयाँ ब्याट्री देखाए - 4680 ब्याट्री।
पहिले, बेलनाकार लिथियम ब्याट्रीको आकार मुख्यतया 18650 र 21700 थियो, र 21700 मा 18650 भन्दा 50% बढी ऊर्जा थियो।4680 ब्याट्रीमा 21700 ब्याट्रीको सेल क्षमताको पाँच गुणा छ, र नयाँ ब्याट्रीले प्रति किलोवाट-घण्टा लागत लगभग 14% घटाउन सक्छ र क्रुजिङ दायरा 16% ले बढाउन सक्छ।
मस्कले यो ब्याट्रीले $25,000 बिजुली कार बनाउन सम्भव हुने बताए।
त्यसोभए, यो खतरनाक ब्याट्री कहाँबाट आयो?अर्को, हामी तिनीहरूलाई एक-एक गरेर विश्लेषण गर्छौं।
1. 4680 ब्याट्री के हो?
पावर ब्याट्रीहरू नामकरण गर्ने टेस्लाको तरिका धेरै सरल र सीधा छ।4680 ब्याट्री, नामले सुझाव दिए जस्तै, 46mm को एकल सेल व्यास र 80mm को उचाइ भएको बेलनाकार ब्याट्री हो।
लिथियम-आयन बेलनाकार ब्याट्रीहरूको तीन फरक आकार
चित्रबाट देख्न सकिन्छ, टेस्लाको मूल 18650 ब्याट्री र 21700 ब्याट्रीको तुलनामा, 4680 ब्याट्री अग्लो र बलियो मानिस जस्तो देखिन्छ।
तर 4680 ब्याट्री आकार परिवर्तन मात्र होइन, टेस्लाले प्रदर्शन सुधार गर्न धेरै नयाँ प्रविधिहरू समावेश गरेको छ।
दोस्रो, 4680 ब्याट्री को नयाँ प्रविधि
1. इलेक्ट्रोडलेस कान डिजाइन
सहज रूपमा, 4680 को सबैभन्दा ठूलो भावना यो ठूलो छ।त्यसोभए किन अन्य निर्माताहरूले विगतमा ब्याट्री ठूलो बनाउँदैनन्।यो किनभने ठूलो मात्रा र उच्च ऊर्जा, गर्मी नियन्त्रण गर्न गाह्रो हुन्छ र जलन र विस्फोटबाट सुरक्षा खतरा बढी हुन्छ।
टेस्लाले यसलाई पनि ध्यानमा राखेको देखिन्छ।
अघिल्लो बेलनाकार ब्याट्रीको तुलनामा, 4680 ब्याट्रीको सबैभन्दा ठूलो संरचनात्मक नवीनता इलेक्ट्रोडलेस लग हो, जसलाई फुल लग पनि भनिन्छ।परम्परागत बेलनाकार ब्याट्रीमा, सकारात्मक र नकारात्मक तामा पन्नी र एल्युमिनियम पन्नी विभाजक स्ट्याक र घाउ छन्। इलेक्ट्रोडहरू निकाल्नको लागि, ट्याब भनिने लिड तारलाई तामाको पन्नी र आल्मुनियम पन्नीको दुई छेउमा जोडिन्छ।
परम्परागत 1860 ब्याट्रीको घुमाउरो लम्बाइ 800mm छ। उदाहरणको रूपमा तामाको पन्नीलाई राम्रो चालकताको साथ लिने, तामाको पन्नीबाट बिजुली निकाल्न ट्याबहरूको लम्बाइ 800mm छ, जुन 800mm लामो तारबाट विद्युत् प्रवाह गर्ने बराबर हो।
गणना गरेर, प्रतिरोध लगभग 20mΩ छ, 2170 ब्याट्रीको घुमाउरो लम्बाइ लगभग 1000mm छ, र प्रतिरोध लगभग 23mΩ छ।यो सजिलै रूपान्तरण गर्न सकिन्छ कि समान मोटाईको फिल्मलाई 4680 ब्याट्रीमा रोल गर्न आवश्यक छ, र घुमाउरो लम्बाइ लगभग 3800mm छ।
घुमाउरो लम्बाइ बढाउन धेरै बेफाइदाहरू छन्। ब्याट्रीको दुबै छेउमा रहेको ट्याबहरूमा पुग्न इलेक्ट्रोनहरूले लामो दूरीको यात्रा गर्न आवश्यक छ, प्रतिरोध बढ्नेछ, र ब्याट्री गर्मीको लागि बढी प्रवण हुनेछ।ब्याट्रीको कार्यसम्पादनमा ह्रास आउनेछ र सुरक्षा समस्याहरू पनि सिर्जना हुनेछ।इलेक्ट्रोनहरूले यात्रा गरेको दूरी कम गर्नको लागि, 4680 ब्याट्रीले इलेक्ट्रोडलेस इयर टेक्नोलोजी प्रयोग गर्दछ।
इलेक्ट्रोडलेस ट्याबमा कुनै ट्याब हुँदैन, तर सम्पूर्ण वर्तमान कलेक्टरलाई ट्याबमा परिणत गर्दछ, प्रवाहकीय मार्ग अब ट्याबमा निर्भर हुँदैन, र वर्तमान ट्याबको साथमा पार्श्व प्रसारणबाट कलेक्टर प्लेटमा अनुदैर्ध्य प्रसारणमा स्थानान्तरण हुन्छ। वर्तमान कलेक्टर।
सम्पूर्ण प्रवाहकीय लम्बाइ 800 देखि 1000mm 1860 वा 2170 कपर पन्नी लम्बाइ 80mm (ब्याट्री उचाइ) मा परिवर्तन भएको छ।प्रतिरोध 2mΩ मा घटाइएको छ, र आन्तरिक प्रतिरोध खपत 2W बाट 0.2W मा घटाइएको छ, जुन परिमाण को आदेश द्वारा सीधा कम हुन्छ।
यो डिजाइनले ब्याट्रीको प्रतिबाधालाई धेरै कम गर्छ र बेलनाकार ब्याट्रीको तताउने समस्या समाधान गर्छ।
एकातिर, इलेक्ट्रोडलेस इयर टेक्नोलोजीले हालको प्रवाहकन क्षेत्रलाई बढाउँछ, वर्तमान प्रवाहको दूरीलाई छोटो पार्छ, र ब्याट्रीको आन्तरिक प्रतिरोधलाई धेरै कम गर्छ; आन्तरिक प्रतिरोधको कमीले हालको अफसेट घटना घटाउन र ब्याट्रीको जीवनलाई लम्ब्याउन सक्छ; प्रतिरोध को कमी पनि गर्मी उत्पादन कम गर्न सक्छ, र इलेक्ट्रोड प्रवाहकीय कोटिंग लेयर र ब्याट्री अन्त टोपी बीच प्रभावकारी सम्पर्क क्षेत्र 100% पुग्न सक्छ, जसले गर्मी अपव्यय क्षमता सुधार गर्न सक्छ।
4680 ब्याट्रीले सेल संरचनाको सन्दर्भमा नयाँ प्रकारको इलेक्ट्रोडलेस इयर टेक्नोलोजी अपनाउँछ, जसले लागत घटाउन र दक्षता बढाउन सक्छ।अर्कोतर्फ, ट्याबहरूको वेल्डिङ प्रक्रिया हटाइएको छ, उत्पादन दक्षता सुधारिएको छ, र वेल्डिङको कारणले गर्दा दोष दर एकै समयमा कम गर्न सकिन्छ।
मोनोपोल र पूर्ण-ध्रुव संरचनाको योजनाबद्ध रेखाचित्र
2. CTC प्रविधि संग संयुक्त
सामान्यतया, ब्याट्रीको साइज जति ठूलो हुन्छ, एउटै गाडीमा कम ब्याट्रीहरू जडान गर्न आवश्यक हुन्छ।18650 सेलहरूको साथ, टेस्लालाई 7100 सेलहरू चाहिन्छ।यदि तपाइँ 4680 ब्याट्रीहरू प्रयोग गर्नुहुन्छ भने, तपाइँलाई केवल 900 ब्याट्री चाहिन्छ।
कम ब्याट्रीहरू, छिटो तिनीहरू भेला गर्न सकिन्छ, उच्च दक्षता, मध्यवर्ती लिङ्कहरूमा समस्याहरूको कम सम्भावना, र सस्तो मूल्य।टेस्लाका अनुसार, ठूलो 4680 ले ब्याट्रीहरूको उत्पादन मूल्य 14% घटाउन सक्छ।
ब्याट्री प्याकको ऊर्जा घनत्व सुधार गर्न, 4680 ब्याट्रीलाई CTC (सेल टु चेसिस) प्रविधिसँग जोडिनेछ।यो ब्याट्री सेलहरूलाई सीधै चेसिसमा एकीकृत गर्न हो।मोड्युलहरू र ब्याट्री प्याकहरू पूर्ण रूपमा हटाएर, ब्याट्री सेलहरू थप कम्प्याक्ट हुन्छन्, ब्याट्रीका भागहरूको संख्या धेरै कम हुनेछ, र चेसिसको स्पेस उपयोगमा पनि धेरै सुधार हुनेछ।
CTC को ब्याट्रीको संरचनात्मक बलमा केहि आवश्यकताहरू छन्। ब्याट्री आफैंले धेरै मेकानिकल बल वहन गर्नुपर्छ। 18650 र 2170 ब्याट्रीहरूसँग तुलना गर्दा, 4680 एकल ब्याट्रीमा ठूलो संरचनात्मक बल र उच्च संरचनात्मक शक्ति छ, र सामान्य वर्ग खोल ब्याट्री एक एल्युमिनियम खोल हो। 4680 शेल स्टेनलेस स्टीलबाट बनेको छ, र अन्तर्निहित संरचनात्मक बल ग्यारेन्टी छ।
स्क्वायर शेल ब्याट्रीको तुलनामा, बेलनाकार ब्याट्रीको लेआउट अधिक लचिलो हुनेछ, विभिन्न चेसिसहरूमा अनुकूलन गर्न सकिन्छ, र साइटसँग राम्रोसँग जोड्न सकिन्छ।
"EMF" को अनुसन्धान र निर्णय अनुसार, CTC टेक्नोलोजी 2022 मा नयाँ ऊर्जा वाहनहरूको tuyere हो, र यो सडक मा एक काँटा पनि हो।
शरीरमा ब्याट्रीको एकीकरणले गाडीको मर्मतसम्भारलाई अत्यन्तै जटिल बनाउन सक्छ, र ब्याट्री स्वतन्त्र रूपमा प्रतिस्थापन गर्न गाह्रो छ।बिक्री पछि सेवा मूल्यहरू बढ्नेछ, र यी लागतहरू सीधै उपभोक्ताहरूलाई हस्तान्तरण गरिनेछ, जस्तै बीमा लागतहरू।यद्यपि मस्कको दाबी छ कि उनीहरूले मर्मत रेलहरू डिजाइन गरेका छन् जुन काट्न र प्रतिस्थापन गर्न सकिन्छ, यसले कति राम्रो काम गर्छ भनेर हेर्न समय लाग्नेछ।
धेरै कार कम्पनीहरूले आफ्नै सीटीसी प्राविधिक समाधानहरू प्रस्ताव गरेका छन्, किनभने यसले ब्याट्रीलाई मात्र पुन: व्यवस्थित गर्दैन, तर शरीरको संरचना पनि परिवर्तन गर्न आवश्यक छ।यो सम्बन्धित उद्योगहरूको आपूर्ति श्रृंखलामा श्रमको पुन: विभाजनसँग सम्बन्धित छ।
CTC प्राविधिक मार्ग मात्र हो।यो एक ब्याट्री शरीर एकीकृत, अपरिवर्तित disassembly छ।त्यहाँ अर्को प्रविधि छ - ब्याट्री स्वैपिङ।ब्याट्री स्वैप टेक्नोलोजी पृथक गर्न सजिलो छ, तर ब्याट्रीले ब्याट्रीको शक्तिमा ठूलो योगदान दिन्छ।यी दुई मार्गहरू कसरी छनौट गर्ने ब्याट्री आपूर्तिकर्ता र OEM हरू बीचको खेल हो।
CTC प्रविधि 4680 ब्याट्री संग संयुक्त
3. ब्याट्री उत्पादन प्रक्रिया, क्याथोड र एनोड सामग्रीमा नवीनता
टेस्लाले ड्राई ब्याट्री इलेक्ट्रोड प्रक्रिया प्रयोग गर्नेछ, सॉल्भेन्ट प्रयोग गर्नुको सट्टा, थोरै पाउडर गरिएको PTFE बाइन्डरको थोरै मात्रा (लगभग 5-8%) सकारात्मक/नकारात्मक इलेक्ट्रोड पाउडरसँग मिसाइन्छ, एक पातलो पट्टी बनाउनको लागि एक्स्ट्रुडरबाट पार गरिन्छ। इलेक्ट्रोड सामग्री, र त्यसपछि इलेक्ट्रोड सामग्रीको एक स्ट्रिप समाप्त इलेक्ट्रोड बनाउनको लागि धातु पन्नी वर्तमान कलेक्टरमा ल्यामिनेट गरिएको थियो।
यसरी उत्पादन गरिएको ब्याट्री वातावरणमैत्री हुन्छ।र यो प्रक्रियाले ब्याट्रीको ऊर्जा घनत्व बढाउनेछ र उत्पादनको ऊर्जा खपत 10 गुणा घटाउनेछ।ड्राई इलेक्ट्रोड टेक्नोलोजी अर्को पुस्ताको लागि प्राविधिक बेन्चमार्क बन्ने सम्भावना छ।
टेस्ला 4680 ब्याट्री ड्राई इलेक्ट्रोड टेक्नोलोजी
क्याथोड सामग्रीको सन्दर्भमा, टेस्लाले भने कि यसले क्याथोडमा कोबाल्ट तत्व पनि हटाउनेछ।कोबाल्ट महँगो र दुर्लभ छ।यो विश्वका थोरै देशहरूमा वा कंगो जस्ता अस्थिर अफ्रिकी देशहरूमा मात्र उत्खनन गर्न सकिन्छ।यदि ब्याट्रीले वास्तवमा कोबाल्ट तत्व हटाउन सक्छ भने, यो एक प्रमुख प्राविधिक आविष्कार हुन सक्छ।
कोबाल्ट
एनोड सामग्रीको सन्दर्भमा, टेस्लाले सिलिकन सामग्रीबाट सुरु गर्नेछ र हाल प्रयोग गरिएको ग्रेफाइट प्रतिस्थापन गर्न थप सिलिकन प्रयोग गर्नेछ।सिलिकन-आधारित नकारात्मक इलेक्ट्रोडको सैद्धान्तिक विशिष्ट क्षमता 4200mAh/g को रूपमा उच्च छ, जुन ग्रेफाइट नकारात्मक इलेक्ट्रोडको भन्दा दस गुणा बढी छ।यद्यपि, सिलिकन-आधारित नकारात्मक इलेक्ट्रोडहरूमा पनि समस्याहरू छन् जस्तै सिलिकनको सजिलो मात्रा विस्तार, खराब विद्युत चालकता, र ठूलो प्रारम्भिक चार्ज-डिस्चार्ज हानि।
तसर्थ, सामग्रीको प्रदर्शन सुधार वास्तवमा ऊर्जा घनत्व र स्थिरता बीच सन्तुलन खोज्न हो, र हालको सिलिकन-आधारित एनोड उत्पादनहरू समग्र प्रयोगको लागि सिलिकन र ग्रेफाइटसँग डोप गरिएको छ।
टेस्लाले सिलिकन सतहको कमजोरीलाई मौलिक रूपमा परिवर्तन गर्ने योजना बनाएको छ जसले गर्दा यसलाई कम भत्कने सम्भावना छ, यो प्रविधि जसले ब्याट्रीहरूलाई छिटो चार्ज गर्न मात्र होइन, ब्याट्रीको आयु पनि २० प्रतिशतले बढाउँछ।टेस्लाले नयाँ सामग्रीलाई "टेस्ला सिलिकन" नाम दिएको छ, र लागत $1.2/KWh छ, जुन अवस्थित संरचित सिलिकन प्रक्रियाको दशांश मात्र हो।
सिलिकन-आधारित एनोडहरू अर्को पुस्ताको लिथियम ब्याट्री एनोड सामग्रीको रूपमा मानिन्छ।
बजारमा केही मोडेलहरूले सिलिकन-आधारित एनोड सामग्रीहरू प्रयोग गर्न थालेका छन्।टेस्ला मोडल 3 जस्ता मोडेलहरूले पहिले नै नकारात्मक इलेक्ट्रोडमा थोरै मात्रामा सिलिकन समावेश गर्दछ।हालै, GAC AION LX Plus मोडल लन्च गरिएको थियो। Qianli संस्करण स्पन्ज सिलिकन एनोड चिप ब्याट्री प्रविधि संग सुसज्जित छ, जसले 1,000 किलोमिटर ब्याट्री जीवन प्राप्त गर्न सक्छ।
4680 ब्याट्री सिलिकन एनोड
4680 ब्याट्री टेक्नोलोजीका फाइदाहरू संक्षेपमा यो हो कि यसले लागत घटाउँदा प्रदर्शन सुधार गर्न सक्छ।
3. 4680 ब्याट्रीहरूको दूरगामी प्रभाव
4680 ब्याट्री एक विध्वंसक प्राविधिक क्रान्ति होइन, ऊर्जा घनत्व मा एक सफलता होइन, तर प्रक्रिया प्रविधि मा एक नवीनता हो।
यद्यपि, टेस्लाद्वारा संचालित, नयाँ ऊर्जा बजारको हालको ढाँचाको लागि, 4680 ब्याट्रीहरूको उत्पादनले अवस्थित ब्याट्री ढाँचा परिवर्तन गर्नेछ।उद्योगले अनिवार्य रूपमा ठूलो मात्राको बेलनाकार ब्याट्रीहरूको लहर सेट गर्नेछ।
रिपोर्टहरूका अनुसार, Panasonic ले 2023 को सुरुमा टेस्लाका लागि 4680 ठूला-सक्षम ब्याट्रीहरूको ठूलो उत्पादन सुरु गर्ने योजना बनाएको छ।नयाँ लगानी ८० बिलियन येन (लगभग अमेरिकी डलर ७०४ मिलियन) जति उच्च हुनेछ।Samsung SDI र LG Energy पनि 4680 ब्याट्रीको विकासमा सामेल भएका छन्।
घरेलु रूपमा, Yiwei Lithium Energy ले घोषणा गर्यो कि यसको सहायक कम्पनी Yiwei Power ले Jingmen हाई-टेक जोनमा यात्री सवारीका लागि 20GWh ठूलो बेलनाकार ब्याट्री उत्पादन लाइन निर्माण गर्ने योजना बनाएको छ। BAK ब्याट्री र Honeycomb Energy ले पनि ठूला बेलनाकार ब्याट्रीहरूको क्षेत्रमा प्रवेश गर्नेछ। BMW र CATL ले पनि सक्रिय रूपमा ठूला बेलनाकार ब्याट्रीहरू प्रयोग गरिरहेका छन्, र आधारभूत ढाँचा निर्धारण गरिएको छ।
ब्याट्री निर्माताको बेलनाकार ब्याट्री लेआउट
चौथो, इलेक्ट्रोमोटिभ बलसँग भन्नको लागि केहि छ
ठूलो बेलनाकार ब्याट्रीको संरचनात्मक नवीनताले निस्सन्देह पावर ब्याट्री उद्योगको विकासलाई बढावा दिनेछ। यो पाँचौं ब्याट्रीबाट पहिलो ब्याट्रीमा अपग्रेड गर्न जत्तिकै सरल छैन। यसको मोटो शरीरमा ठूलो प्रश्नहरू छन्।
ब्याट्रीको लागत सम्पूर्ण गाडीको लागतको 40% नजिक छ। "हृदय" को रूपमा ब्याट्रीको महत्त्व स्वयं स्पष्ट छ।तर, नयाँ उर्जाका सवारी साधनको लोकप्रियतासँगै ब्याट्रीको माग दिनानुदिन बढ्दै गएको छ र सामग्रीको मूल्य पनि बढिरहेको छ । ब्याट्रीको आविष्कार कार कम्पनीहरूको विकासको लागि महत्त्वपूर्ण तरिका भएको छ।
ब्याट्री-सम्बन्धित प्रविधिहरूको विकाससँगै, किफायती विद्युतीय सवारी साधनहरू नजिकै छन्!
पोस्ट समय: जुन-13-2022