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汽车行业特斯拉引领新技术系列一:4680电芯、CTC技术和一体化压铸技术-211118(29页).pdf

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汽车行业特斯拉引领新技术系列一:4680电芯、CTC技术和一体化压铸技术-211118(29页).pdf

1、 4680电芯在安全性方面实现了突破:46mm的电芯直径,单位表面积的散热压力更大,从而影响充电速度和循环使用寿命。特斯拉采用的解决方法是采用无极耳技术。 无极耳技术可提高导电面积,降低内阻,提高电流,更易规模化生产:无极耳技术简化了电池生产过程中的绕制和涂料流程,提高导电面积,从而降低电芯内阻,提高电流。更低的内阻可以限制电池发热;更大的电流可以提升充电速度,4680电芯的充电速度可媲美2170电芯。 电芯单体体积增大,充分利用电芯空隙:相比方形电池和软包电池电芯间的紧密连接,4680的圆柱弧形表面,能够一定程度上限制电池之间的热传递。圆柱电芯即便充分接触,各电芯之间仍留有较大的间隙,从而减

2、少电芯之间的热传递;并且,特斯拉通过电芯的横向排布,电芯间插入液冷散热片等方法,进一步优化温控效果,从而提升车辆的续航里程。 高度加工的硅材料,成本较高,不具可扩性:由于硅本身的特性,在充满锂离子时其体积会膨胀四倍,压力会导致硅粒子绝缘,最终损失电池容量。因此,目前工业使用的硅都是经过高度加工的,例如以氧化硅、碳化硅等形式,并且较为昂贵。 新型硅材料,降低电池成本,提升续航里程:特斯拉使用原始的硅作为阳极材料,不对硅本身进行加工,而是通过电极设计和涂层设计入手。并且在此方法下,相同的硅材料可生产的电池数量将大幅提升。在电池组层面,阳极每千瓦时成本降低5%,成本降至1.2$/KWh,车辆的续航里

3、程增加20%。 硅材料处理过程:使用弹性离子导电聚合物涂层稳定表面。该涂层通过一种非常可扩展化的方法应用于表面,没有化学气相沉积,然后通过由高弹性粘合剂形成的坚固网络将其集成到电极中。 阴极材料多样化:由于阴极的不同材料其成本和结构稳定性不同,以及考虑到镍的供给,因此,特斯拉采用 “多样化阴极”的方法,即不同阴极材料的电池将搭载在不同车型上,以更好的平衡成本和性能。 三个电池组级别:单纯从能量密度的角度,镍的能量密度约为铁的两倍,但从电池组层面,综合各方面因素,镍比铁具有50%-60%的性能优势。因此特斯拉将电池组分为三个级别,分别搭载不同车型。 铁为阴极材料的电池,将搭载在中程续航的车型上,优先考虑电池寿命; 镍锰(2:1)为阴极材料的电池,将搭载在中长续航的车型上,优先考虑电池的续航里程; 高镍电池将搭载在Cybertruck和Semi车型上,优先考虑电池的能量密度。

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