BYD-iň pyçak batareýasyndan, Honeycomb Energy-iň kobaltsyz batareýasyna, soňra bolsa CATL döwrüniň natriý-ion batareýasyna çenli, batareýa pudagy üznüksiz täzelikleri başdan geçirdi.2020-nji ýylyň 23-nji sentýabry - Tesla batareýa güni, Teslanyň baş direktory Elon Musk dünýä täze batareýany - 4680 batareýany görkezdi.
Ozal silindr litiý batareýalarynyň ululyklary esasan 18650 we 21700, 21700-de bolsa 18650-den 50% köp energiýa bardy.4680 batareýa 21700 batareýanyň öýjük kuwwatynyň bäş essesinden ybaratdyr we täze batareýa bir kilowat-sagadyň bahasyny takmynan 14% azaldyp, gezelenç aralygy 16% ýokarlandyryp biler.
Musk bu batareýanyň 25 000 dollarlyk elektrik ulagynyň mümkin boljakdygyny aç-açan aýtdy.
Onda, howp abanýan batareýa nireden geldi?Soň bolsa, olary ýeke-ýekeden seljerýäris.
1. 4680 batareýa näme?
“Tesla” -nyň güýç batareýalaryny atlandyrmagyň usuly gaty ýönekeý we gönümel.4680 batareýa, adyndan görnüşi ýaly, bir öýjükli diametri 46mm we beýikligi 80mm bolan silindr görnüşli batareýa.
Üç dürli ululykdaky litiý-ion silindr akkumulýatorlary
Suratdan görnüşi ýaly, Teslanyň asyl 18650 batareýasy we 21700 batareýasy bilen deňeşdirilende, 4680 batareýa uzyn we güýçli adama meňzeýär.
46öne 4680 batareýa diňe bir ululygyň üýtgemegi däl, Tesla öndürijiligi gowulandyrmak üçin köp täze tehnologiýany öz içine aldy.
Ikinjiden, 4680 batareýanyň täze tehnologiýasy
1. Elektrodsyz gulak dizaýny
Düwünlik bilen aýdanyňda, 4680-iň iň uly duýgusy has uludyr.Onda näme üçin beýleki öndürijiler geçmişde batareýany ulaltmadylar?Sebäbi ses näçe uly bolsa we energiýa näçe ýokary bolsa, ýylylygy dolandyrmak has kyn we ýanmakdan we partlamadan howp abanýar.
Tesla muny hem göz öňünde tutdy.
Öňki silindr akkumulýator bilen deňeşdirilende, 4680 batareýanyň iň uly gurluş täzelikleri, doly lug diýlip hem bilinýän elektrodsyz lugdyr.Adaty silindr görnüşli batareýada polo positiveitel we otrisatel mis folga we alýumin folga bölüji saklanýar we ýaralanýar.Elektrodlary çykarmak üçin, mis folga bilen alýumin folgaň iki ujuna tab diýilýän gurşun sim kebşirlenýär.
Adaty 1860 batareýanyň egrem uzynlygy 800mm.Mysal üçin has gowy geçirijilikli mis folga alsak, mis folgadan elektrik toguny çykarmak üçin tablaryň uzynlygy 800mm, bu 800 mm uzynlykdaky simden geçýän tok bilen deňdir.
Hasaplamak arkaly garşylyk 20mΩ, 2170 batareýanyň egrem uzynlygy takmynan 1000mm, garşylyk 23mΩ töweregi.Şol bir galyňlykdaky filmiň 4680 batareýa öwrülmeginiň we egremiň uzynlygy 3800mm töweregi bolandygyny aňsatlyk bilen öwrüp bolýar.
Egremiň uzynlygyny ýokarlandyrmagyň köp kemçilikleri bar.Elektronlar batareýanyň iki ujundaky tablisalara ýetmek üçin has uzak aralyk geçmeli, garşylyk ýokarlanar we batareýa gyzmaga has ýykgyn eder.Batareýanyň işleýşi peselder we hatda howpsuzlyk meselelerini döreder.Elektronlaryň giden aralygyny gysgaltmak üçin 4680 batareýa elektrodsyz gulak tehnologiýasyny ulanýar.
Elektrodsyz goýmada hiç hili tablisa ýok, ýöne häzirki kollektoryň hemmesini tabla öwürýär, geçiriji ýol indi goýma bagly däl we tok tabulýasiýa boýunça gapdal geçişden kollektor plastinkasyna uzynlygyna geçirilýär. häzirki kollektor.
Geçirijiniň tutuş uzynlygy 1860-dan 800 mm-den 1000mm ýa-da 2170 mis folga uzynlygy 80mm (batareýanyň beýikligi) üýtgedi.Garşylyk 2mΩ, içerki garşylyk sarp edilişi bolsa 2W-den 0,2W çenli azalýar, bu ululyk tertibi bilen gönüden-göni azalýar.
Bu dizaýn, batareýanyň päsgelçiligini ep-esli azaldar we silindr batareýanyň ýyladyş meselesini çözýär.
Bir tarapdan, elektrodsyz gulak tehnologiýasy häzirki geçirijilik meýdanyny köpeldýär, häzirki geçiriş aralygyny gysgaldýar we batareýanyň içki garşylygyny ep-esli peseldýär;içerki garşylygyň peselmegi häzirki ofset hadysasyny azaldyp, batareýanyň ömrüni uzaldyp biler;garşylygyň peselmegi ýylylygy öndürmegi hem azaldyp biler we elektrod geçiriji örtük Gatlak bilen batareýanyň ahyrky gapagynyň arasyndaky täsirli aragatnaşyk meýdany 100% -e ýetip biler, bu bolsa ýylylygyň ýaýramagynyň kuwwatyny ýokarlandyryp biler.
4680 batareýa, öýjükleriň gurluşy taýdan çykdajylary azaldyp we netijeliligini ýokarlandyryp biljek elektrodsyz gulak tehnologiýasynyň täze görnüşini kabul edýär.Beýleki tarapdan, tablisalaryň kebşirleýiş prosesi aýrylýar, önümçiligiň netijeliligi ýokarlanýar we kebşirlemegiň netijesinde ýüze çykýan kemçilik derejesi şol bir wagtda peselip biler.
Monopol we doly polýus gurluşynyň shemasy
2. CTC tehnologiýasy bilen birleşdirilen
Umuman aýdanyňda, batareýanyň ululygy näçe köp bolsa, şol bir ulagyň içinde batareýalar az bolmaly.18650 öýjük bilen Tesla 7100 öýjük gerek.4680 batareýa ulanýan bolsaňyz, diňe 900 batareýa gerek.
Batareýalar näçe az bolsa, şonça-da ýygnalyp bilner, netijelilik şonça ýokary, aralyk baglanyşyklarda kynçylyklar az we bahasy arzan.Teslanyň pikiriçe, uly 4680 batareýalaryň önümçilik bahasyny 14% arzanladyp biler.
Batareýa paketiniň energiýa dykyzlygyny ýokarlandyrmak üçin 4680 batareýa CTC (Cell to Chassis) tehnologiýasy bilen birleşdiriler.Batareýa öýjüklerini göni şassä birleşdirmek.Modullary we batareýa paketlerini doly aýyrmak bilen batareýa öýjükleri has ykjam bolýar, batareýa bölekleriniň sany ep-esli azalýar we şassiniň boş ýer ulanylyşy hem ep-esli gowulaşar.
CTC batareýanyň gurluş güýjüne käbir talaplary bar.Batareýanyň özi köp mehaniki güýç götermeli.18650 we 2170 batareýalary bilen deňeşdirilende, 4680 ýeke batareýa has uly gurluş güýjüne we has ýokary gurluş güýjüne eýe, umumy inedördül gabyk batareýasy alýumin gabygydyr.4680 gabyk poslamaýan polatdan ýasalýar we özboluşly gurluş güýji kepillendirilýär.
Kwadrat gabykly batareýa bilen deňeşdirilende, silindr görnüşli batareýanyň ýerleşişi has çeýe bolar, dürli şassilere uýgunlaşyp biler we sahypa bilen has gowy birleşdirilip bilner.
“EMF” -niň gözleglerine we pikirine görä, CTC tehnologiýasy 2022-nji ýylda täze energiýa ulaglarynyň iň esasysydyr we bu ýolda çatrykdyr.
Batareýanyň bedene birleşdirilmegi ulagyň hyzmatyny gaty çylşyrymly edip biler we batareýany özbaşdak çalyşmak kyn.Satuwdan soňky hyzmat bahalary ýokarlanar we bu çykdajylar ätiýaçlandyryş çykdajylary ýaly sarp edijilere gönüden-göni geçiriler.Musk kesip we çalşyp boljak abatlaýyş relslerini döredendiklerini öňe sürse-de, onuň nähili işlejekdigini görmek üçin wagt gerek bolar.
Awtoulag kompaniýalarynyň köpüsi özleriniň CTC tehniki çözgütlerini teklip etdiler, sebäbi ol diňe bir batareýany täzeden düzmeýär, eýsem beden gurluşyny hem üýtgetmeli.Bu, degişli pudaklaryň üpjünçilik zynjyrynda zähmetiň gaýtadan bölünmegi bilen baglanyşykly.
CTC diňe tehniki ugur.Bu batareýanyň korpusy, üýtgemedik sökmekdir.Ondan başga bir tehnologiýa bar - batareýany çalyşmak.Batareýany çalyşmak tehnologiýasy sökmek aňsat, ýöne batareýa batareýanyň güýjüne uly goşant goşýar.Bu iki ugry nädip saýlamaly, batareýa üpjün edijiler bilen OEM-leriň arasyndaky oýun.
CTC tehnologiýasy 4680 batareýa bilen birleşdirildi
3. Batareýany öndürmek prosesinde täzelik, katod we anod materiallary
Tesla, gury batareýa elektrod prosesini ulanar, çözüjini ulanmagyň ýerine, inçe tozanly PTFE baglaýjynyň az mukdary (takmynan 5-8%) polo positiveitel / otrisatel elektrod tozy bilen garylýar, inçe zolak emele getirýär. elektrod materialy, soň bolsa elektrod materialynyň bir zolagy taýýar elektrody emele getirmek üçin demir folga tok kollektoryna laminirlendi.
Bu görnüşde öndürilen batareýa ekologiýa taýdan has arassa.Bu amal batareýanyň energiýa dykyzlygyny ýokarlandyrar we önümçiligiň energiýa sarp edilişini 10 esse azaldar.Gury elektrod tehnologiýasy indiki nesil üçin tehnologiki görkezijä öwrüler.
Tesla 4680 batareýa gury elektrod tehnologiýasy
Katod materiallary nukdaýnazaryndan Tesla, katoddaky kobalt elementini hem aýyrjakdygyny aýtdy.Kobalt gymmat we az.Diňe dünýäniň gaty az ýurtlarynda ýa-da Kongo ýaly durnuksyz Afrika ýurtlarynda gazylyp bilner.Batareýa kobalt elementini hakykatdanam aýryp bilýän bolsa, esasy tehnologiki täzelik diýip bileris.
Kobalt
Anod materiallary nukdaýnazaryndan Tesla kremniý materiallaryndan başlar we häzirki ulanylýan grafitiň ornuny tutmak üçin has köp kremnini ulanar.Silikon esasly negatiw elektrodyň nazary aýratynlygy 4200mAh / g, grafit negatiw elektrodyňkydan on esse ýokarydyr.Şeýle-de bolsa, kremniý esasly otrisatel elektrodlarda kremniniň göwrüminiň aňsat giňelmegi, elektrik geçirijiliginiň pesligi we uly zarýad-zarýadyň ýitmegi ýaly meseleler bar.
Şonuň üçin materiallaryň öndürijiligini gowulandyrmak, aslynda energiýa dykyzlygy bilen durnuklylygyň arasynda deňagramlylygy tapmakdyr we häzirki kremniý esasly anod önümleri birleşdirilen ulanmak üçin kremniý we grafit bilen dopirlenýär.
“Tesla”, batareýalaryň has çalt zarýad bermegine mümkinçilik bermän, batareýanyň ömrüni 20 göterim ýokarlandyrýan tehnologiýa, kremniniň üstündäki näsazlygy düýpgöter üýtgetmegi meýilleşdirýär.Tesla täze materialy “Tesla Silikon” diýip atlandyrdy we bahasy 1,2 $ / KWt, bu bar bolan kremniniň gaýtadan işlenişiniň diňe ondan biri.
Silikon esasly anodlar indiki nesil litiý batareýasynyň anod materiallary hasaplanýar.
Bazardaky birnäçe model kremniý esasly anod materiallaryny ulanyp başlady.Tesla Model 3 ýaly modeller eýýäm negatiw elektroda az mukdarda kremnini öz içine alýar.Recentlyakynda GAC AION LX Plus modeli satuwa çykaryldy.“Qianli” wersiýasy 1000 kilometre çenli batareýanyň ömrüni gazanyp bilýän gubka kremniy anod çip batareýa tehnologiýasy bilen enjamlaşdyrylandyr.
4680 batareýa kremniy anod
4680 batareýa tehnologiýasynyň artykmaçlyklaryny jemlemek, çykdajylary azaltmak bilen öndürijiligi gowulaşdyryp biler.
3. 4680 batareýanyň iň täsirli täsiri
4680 batareýa ters tehnologiki öwrülişik däl, energiýa dykyzlygynda öňe gidişlik däl, eýsem proses tehnologiýasyndaky täzelik.
Şeýle-de bolsa, täze energiýa bazarynyň häzirki nusgasy üçin “Tesla” tarapyndan dolandyrylýan 4680 batareýanyň öndürilmegi bar bolan batareýanyň görnüşini üýtgeder.Senagat hökmany suratda uly göwrümli silindr akkumulýatorlaryň tolkunyny döreder.
Habarlara görä, “Panasonic” 2023-nji ýylyň başynda Tesla üçin 4680 uly kuwwatly batareýany köpçülikleýin öndürip başlamagy meýilleşdirýär.Täze maýa goýum 80 milliard ýen (takmynan 704 million dollar) bolar.Samsung SDI we LG Energy hem 4680 batareýany ösdürmäge goşuldy.
Iweerli “Yiwei Lithium Energy” golçur kärhanasy “Yiwei Power” -iň Jingmen ýokary tehnologiýa zolagynda ýolagçy ulaglary üçin 20 GWt uly silindr görnüşli batareýa önümçilik liniýasyny gurmagy meýilleşdirýändigini mälim etdi.BAK batareýasy we bal ary energiýasy hem uly silindr akkumulýatorlaryň meýdanyna girer.BMW we CATL hem uly silindr akkumulýatorlary işjeň ýerleşdirýärler we esasy nagyş kesgitlenildi.
Batareýa öndürijileriniň silindr görnüşli batareýa ýerleşişi
Dördünjiden, elektromotiw güýjüň aýtjak zady bar
Uly silindr akkumulýatoryň gurluş täzeligi, şübhesiz, elektrik batareýasynyň ösmegine kömek eder.Diňe 5-nji batareýadan 1-nji batareýa çenli täzelenmek ýaly ýönekeý däl.Fatagly bedeninde uly soraglar bar.
Batareýanyň bahasy tutuş ulagyň bahasynyň 40% -ine ýakyn.Batareýanyň “ýürek” hökmünde ähmiýeti özüni görkezýär.Şeýle-de bolsa, täze energiýa ulaglarynyň meşhurlygy bilen batareýalara isleg günsaýyn artýar we materiallaryň bahasy ýokarlanýar.Batareýalaryň täzelenmegi awtoulag kompaniýalarynyň ösmeginiň möhüm usulyna öwrüldi.
Batareýa bilen baglanyşykly tehnologiýalaryň ösmegi bilen, elýeterli elektrik ulaglary ýakyn wagtda!
Iş wagty: Iýun-13-2022