O fatri llafn BYD, i fatri di-gobalt Honeycomb Energy, ac yna i batri sodiwm-ion y cyfnod CATL, mae'r diwydiant batri pŵer wedi profi arloesedd parhaus.Medi 23, 2020 - Diwrnod Batri Tesla, dangosodd Prif Swyddog Gweithredol Tesla, Elon Musk, batri newydd i'r byd - y batri 4680.
Yn flaenorol, roedd meintiau batris lithiwm silindrog yn bennaf yn 18650 a 21700, ac roedd gan 21700 50% yn fwy o ynni na 18650.Mae gan y batri 4680 bum gwaith cynhwysedd celloedd y batri 21700, a gall y batri newydd leihau'r gost fesul cilowat-awr tua 14% a chynyddu'r ystod fordeithio 16%.
Dywedodd Musk yn blwmp ac yn blaen y bydd y batri hwn yn gwneud car trydan $25,000 yn bosibl.
Felly, o ble y daeth y batri bygythiol hwn?Nesaf, rydym yn eu dadansoddi fesul un.
1. Beth yw batri 4680?
Mae ffordd Tesla o enwi batris pŵer yn syml iawn ac yn syml.Mae'r batri 4680, fel yr awgryma'r enw, yn fatri silindrog gyda diamedr un gell o 46mm ac uchder o 80mm.
Tri maint gwahanol o fatris silindrog lithiwm-ion
Fel y gwelir o'r llun, o'i gymharu â batri 18650 gwreiddiol Tesla a batri 21700, mae'r batri 4680 yn edrych fel dyn tal a chryf.
Ond nid newid maint yn unig yw'r batri 4680, mae Tesla wedi ymgorffori llawer o dechnoleg newydd i wella perfformiad.
Yn ail, y dechnoleg newydd o batri 4680
1. Dyluniad clust electrodeless
Yn reddfol, teimlad mwyaf y 4680 yw ei fod yn fwy.Felly pam na wnaeth gweithgynhyrchwyr eraill wneud y batri yn fwy yn y gorffennol.Mae hyn oherwydd po fwyaf yw'r cyfaint a'r uchaf yw'r egni, mae'r gwres yn anoddach i'w reoli a'r mwyaf yw'r bygythiad diogelwch rhag llosgi a ffrwydrad.
Mae'n debyg bod Tesla wedi ystyried hyn hefyd.
O'i gymharu â'r batri silindrog blaenorol, arloesi strwythurol mwyaf y batri 4680 yw'r lug di-electrod, a elwir hefyd yn lug llawn.Mewn batri silindrog traddodiadol, mae'r ffoiliau copr cadarnhaol a negyddol a'r gwahanydd ffoil alwminiwm yn cael eu pentyrru a'u clwyfo.Er mwyn tynnu'r electrodau allan, mae gwifren plwm o'r enw'r tab yn cael ei weldio i ddau ben y ffoil copr a'r ffoil alwminiwm.
Hyd troellog batri 1860 traddodiadol yw 800mm.Gan gymryd y ffoil copr gyda dargludedd gwell fel enghraifft, mae hyd y tabiau i arwain y trydan allan o'r ffoil copr yn 800mm, sy'n cyfateb i'r cerrynt sy'n mynd trwy'r wifren 800mm o hyd.
Trwy gyfrifo, mae'r gwrthiant tua 20mΩ, mae hyd troellog y batri 2170 tua 1000mm, ac mae'r gwrthiant tua 23mΩ.Gellir ei drawsnewid yn hawdd bod angen rholio'r ffilm o'r un trwch i batri 4680, ac mae'r hyd dirwyn tua 3800mm.
Mae yna lawer o anfanteision i gynyddu'r hyd troellog.Mae angen i'r electronau deithio pellter hirach i gyrraedd y tabiau ar ddau ben y batri, bydd y gwrthiant yn cynyddu, a bydd y batri yn fwy tueddol o gynhesu.Bydd perfformiad y batri yn diraddio a hyd yn oed yn creu materion diogelwch.Er mwyn lleihau'r pellter a deithir gan yr electronau, mae'r batri 4680 yn defnyddio technoleg clust di-electrod.
Nid oes gan y tab electrodeless unrhyw dabiau, ond mae'n troi'r casglwr cerrynt cyfan yn dab, nid yw'r llwybr dargludol bellach yn dibynnu ar y tab, ac mae'r cerrynt yn cael ei drosglwyddo o'r trosglwyddiad ochrol ar hyd y tab i'r plât casglwr i'r trosglwyddiad hydredol o y casglwr presennol.
Mae'r hyd dargludol cyfan wedi newid o 800 i 1000mm o hyd ffoil copr 1860 neu 2170 i 80mm (uchder batri).Mae'r gwrthiant yn cael ei leihau i 2mΩ, ac mae'r defnydd gwrthiant mewnol yn cael ei leihau o 2W i 0.2W, sy'n cael ei leihau'n uniongyrchol gan orchymyn maint.
Mae'r dyluniad hwn yn lleihau rhwystriant y batri yn fawr ac yn datrys problem gwresogi'r batri silindrog.
Ar y naill law, mae'r dechnoleg clust electrodeless yn cynyddu'r ardal dargludiad presennol, yn byrhau'r pellter dargludiad presennol, ac yn lleihau ymwrthedd mewnol y batri yn fawr;gall lleihau'r gwrthiant mewnol leihau'r ffenomen gwrthbwyso presennol ac ymestyn oes y batri;gall gostyngiad y gwrthiant hefyd leihau'r gwres a gynhyrchir, a'r cotio dargludol electrod Gall yr ardal gyswllt effeithiol rhwng yr haen a chap diwedd y batri gyrraedd 100%, a all wella'r gallu afradu gwres.
Mae'r batri 4680 yn mabwysiadu math newydd o dechnoleg clust electrodeless o ran strwythur celloedd, a all leihau costau a chynyddu effeithlonrwydd.Ar y llaw arall, mae proses weldio y tabiau yn cael ei hepgor, mae'r effeithlonrwydd cynhyrchu yn cael ei wella, a gellir lleihau'r gyfradd ddiffyg a achosir gan weldio ar yr un pryd.
Diagram sgematig o strwythur monopole a polyn llawn
2. Wedi'i gyfuno â thechnoleg CTC
A siarad yn gyffredinol, po fwyaf yw maint y batri, y lleiaf o fatris sydd angen eu gosod yn yr un cerbyd.Gyda 18650 o gelloedd, mae angen 7100 o gelloedd ar Tesla.Os ydych chi'n defnyddio 4680 o fatris, dim ond 900 o fatris sydd eu hangen arnoch chi.
Y lleiaf yw'r batris, y cyflymaf y gellir eu cydosod, po uchaf yw'r effeithlonrwydd, y lleiaf o siawns o broblemau yn y cysylltiadau canolradd, a'r rhataf yw'r pris.Yn ôl Tesla, gall y 4680 mawr leihau pris cynhyrchu batris 14%.
Er mwyn gwella dwysedd ynni'r pecyn batri, bydd y batri 4680 yn cael ei gyfuno â thechnoleg CTC (Cell i Siasi).Ei ddiben yw integreiddio'r celloedd batri yn uniongyrchol i'r siasi.Trwy gael gwared ar y modiwlau a'r pecynnau batri yn llwyr, mae'r celloedd batri yn dod yn fwy cryno, bydd nifer y rhannau batri yn cael eu lleihau'n fawr, a bydd defnydd gofod y siasi hefyd yn cael ei wella'n fawr.
Mae gan CTC ofynion penodol ar gryfder strwythurol y batri.Rhaid i'r batri ei hun ddwyn llawer o gryfder mecanyddol.O'i gymharu â batris 18650 a 2170, mae gan y batri sengl 4680 gryfder strwythurol mwy a chryfder strwythurol uwch, ac mae'r batri cragen sgwâr cyffredinol yn gragen alwminiwm.Mae'r gragen 4680 wedi'i gwneud o ddur di-staen, ac mae'r cryfder strwythurol cynhenid wedi'i warantu.
O'i gymharu â'r batri cragen sgwâr, bydd gosodiad y batri silindrog yn fwy hyblyg, yn gallu addasu i amrywiaeth o siasi gwahanol, a gellir ei gyfuno'n well â'r safle.
Yn ôl ymchwil a dyfarniad “EMF”, technoleg CTC yw tuyere cerbydau ynni newydd yn 2022, ac mae hefyd yn fforc yn y ffordd.
Gall integreiddio'r batri i'r corff wneud cynnal a chadw'r cerbyd yn hynod gymhleth, ac mae'n anodd ailosod y batri yn annibynnol.Bydd prisiau gwasanaeth ôl-werthu yn cynyddu, a bydd y costau hyn yn cael eu trosglwyddo'n uniongyrchol i ddefnyddwyr, megis costau yswiriant.Er bod Musk yn honni eu bod wedi dylunio rheiliau atgyweirio y gellir eu torri a'u disodli, bydd yn cymryd amser i weld pa mor dda y bydd yn gweithio.
Mae llawer o gwmnïau ceir wedi cynnig eu datrysiadau technegol CTC eu hunain, oherwydd ei fod nid yn unig yn aildrefnu'r batri, ond mae angen iddo hefyd newid strwythur y corff.Mae hyn yn ymwneud ag ail-rannu llafur yn y gadwyn gyflenwi o ddiwydiannau cysylltiedig.
Llwybr technegol yn unig yw CTC.Mae'n gorff batri integredig, dadosod heb ei newid.Mae technoleg arall ar draws ohono - cyfnewid batri.Mae'r dechnoleg cyfnewid batri yn hawdd i'w dadosod, ond mae'r batri yn cyfrannu'n fawr at gryfder y batri.Mae sut i ddewis y ddau lwybr hyn yn gêm rhwng cyflenwyr batri ac OEMs.
Technoleg CTC wedi'i chyfuno â batri 4680
3. arloesi yn y broses gynhyrchu batri, catod a deunyddiau anod
Bydd Tesla yn defnyddio'r broses electrod batri sych, yn lle defnyddio toddydd, mae swm bach (tua 5-8%) o rwymwr PTFE powdr mân yn cael ei gymysgu â phowdr electrod positif / negyddol, wedi'i basio trwy allwthiwr i ffurfio stribed tenau o deunydd electrod, ac yna Roedd stribed o ddeunydd electrod wedi'i lamineiddio i casglwr cerrynt ffoil metel i ffurfio'r electrod gorffenedig.
Mae'r batri a gynhyrchir yn y modd hwn yn fwy cyfeillgar i'r amgylchedd.A bydd y broses hon yn cynyddu dwysedd ynni'r batri ac yn lleihau'r defnydd o ynni cynhyrchu 10 gwaith.Mae technoleg electrod sych yn debygol o ddod yn feincnod technolegol ar gyfer y genhedlaeth nesaf.
Technoleg electrod sych batri Tesla 4680
O ran deunyddiau catod, dywedodd Tesla y bydd hefyd yn cael gwared ar yr elfen cobalt yn y catod.Mae Cobalt yn ddrud ac yn brin.Dim ond mewn ychydig iawn o wledydd yn y byd y gellir ei gloddio, neu mewn gwledydd ansefydlog yn Affrica fel y Congo.Os gall y batri gael gwared ar yr elfen cobalt mewn gwirionedd, gellir dweud ei fod yn arloesi technolegol mawr.
Cobalt
O ran deunyddiau anod, bydd Tesla yn dechrau gyda deunyddiau silicon ac yn defnyddio mwy o silicon i ddisodli'r graffit a ddefnyddir ar hyn o bryd.Mae cynhwysedd damcaniaethol penodol yr electrod negyddol sy'n seiliedig ar silicon mor uchel â 4200mAh / g, sydd ddeg gwaith yn uwch na chynhwysedd yr electrod negyddol graffit.Fodd bynnag, mae electrodau negyddol sy'n seiliedig ar silicon hefyd yn cael problemau megis ehangu cyfaint silicon yn hawdd, dargludedd trydanol gwael, a cholled codi tâl cychwynnol mawr.
Felly, mae gwella perfformiad deunyddiau mewn gwirionedd i ddod o hyd i gydbwysedd rhwng dwysedd ynni a sefydlogrwydd, ac mae'r cynhyrchion anod presennol sy'n seiliedig ar silicon yn cael eu dopio â silicon a graffit ar gyfer defnydd cyfansawdd.
Mae Tesla yn bwriadu newid hydrinedd yr arwyneb silicon yn sylfaenol i'w wneud yn llai tueddol o dorri, technoleg sydd nid yn unig yn caniatáu i fatris wefru'n gyflymach, ond sydd hefyd yn cynyddu bywyd batri 20 y cant.Enwodd Tesla y deunydd newydd yn “Tesla Silicon”, a’r gost yw $1.2/KWh, sef dim ond un rhan o ddeg o’r broses silicon strwythuredig bresennol.
Mae anodau sy'n seiliedig ar silicon yn cael eu hystyried yn ddeunyddiau anod batri lithiwm cenhedlaeth nesaf.
Mae ychydig o fodelau ar y farchnad wedi dechrau defnyddio deunyddiau anod sy'n seiliedig ar silicon.Mae modelau fel Model Tesla 3 eisoes yn ymgorffori symiau bach o silicon yn yr electrod negyddol.Yn ddiweddar, lansiwyd model GAC AION LX Plus.Mae'r fersiwn Qianli wedi'i gyfarparu â thechnoleg batri sglodion anod silicon sbwng, a all gyflawni 1,000 cilomedr o fywyd batri.
4680 anod silicon batri
I grynhoi manteision technoleg batri 4680 yw y gall wella perfformiad tra'n lleihau costau.
3. Effaith pellgyrhaeddol 4680 o fatris
Nid yw'r batri 4680 yn chwyldro technolegol gwrthdroadol, nid yn ddatblygiad arloesol mewn dwysedd ynni, ond yn fwy o arloesi mewn technoleg prosesau.
Fodd bynnag, wedi'i yrru gan Tesla, ar gyfer patrwm presennol y farchnad ynni newydd, bydd cynhyrchu 4680 o fatris yn newid y patrwm batri presennol.Mae'n anochel y bydd y diwydiant yn cychwyn ton o fatris silindrog cyfaint mawr.
Yn ôl adroddiadau, mae Panasonic yn bwriadu dechrau cynhyrchu màs o 4680 o fatris gallu mawr ar gyfer Tesla yn gynnar yn 2023.Bydd y buddsoddiad newydd mor uchel â 80 biliwn yen (tua US$704 miliwn).Mae Samsung SDI a LG Energy hefyd wedi ymuno â datblygiad y batri 4680.
Yn ddomestig, cyhoeddodd Yiwei Lithium Energy fod ei is-gwmni Yiwei Power yn bwriadu adeiladu llinell gynhyrchu batri silindrog mawr 20GWh ar gyfer cerbydau teithwyr ym Mharth Uwch-dechnoleg Jingmen.Bydd Batri BAK a Honeycomb Energy hefyd yn mynd i mewn i faes batris silindrog mawr.Mae BMW a CATL hefyd yn defnyddio batris silindrog mawr yn weithredol, ac mae'r patrwm sylfaenol wedi'i bennu.
Cynllun Batri Silindraidd Gwneuthurwyr Batri
Yn bedwerydd, mae gan y grym electromotive rywbeth i'w ddweud
Heb os, bydd arloesedd strwythurol y batri silindrog mawr yn hyrwyddo datblygiad y diwydiant batri pŵer.Nid yw mor syml ag uwchraddio o'r 5ed batri i'r batri 1af yn unig.Mae gan ei gorff braster gwestiynau gwych.
Mae cost y batri yn agos at 40% o gost y cerbyd cyfan.Mae pwysigrwydd y batri fel y “galon” yn amlwg.Fodd bynnag, gyda phoblogrwydd cerbydau ynni newydd, mae'r galw am batris yn cynyddu o ddydd i ddydd, ac mae pris deunyddiau yn codi.Mae arloesi batris wedi dod yn ffordd bwysig i gwmnïau ceir ddatblygu.
Gyda datblygiad technolegau sy'n gysylltiedig â batri, mae cerbydau trydan fforddiadwy o gwmpas y gornel!
Amser postio: Mehefin-13-2022