4680 Akan Datang

Hari bateri Tesla 2020 mengeluarkan 4680 sel. Panasonic, LG, Samsung, EVA, Ningde Time dan syarikat bateri lain telah melabur dalam penyelidikan dan pembangunan. 4680 dijangka menjadi sel bateri utama Tesla, memacu pembangunan rantaian industri berkaitan. 4680 menggunakan teknologi baharu seperti silinder besar, lug kutub penuh, elektrod kering, dsb., yang meningkatkan tenaga dengan ketara (5 kali ganda lebih daripada 2170 bateri) dan kuasa (6 kali ganda lebih daripada 2170 bateri). Di samping itu, ia mengurangkan kos bateri (14% berbanding bateri 2170), mengoptimumkan prestasi pelesapan haba, kecekapan pengeluaran, kelajuan pengecasan, ketumpatan tenaga, prestasi kitaran, dsb.

Beg penuh dengan ketara mengurangkan rintangan dalaman, meningkatkan kuasa, keselamatan, prestasi pengecasan pantas dan menggandakan proses pemotongan laser yang diperlukan. Bateri konvensional hanya mempunyai dua lug, satu untuk terminal positif dan satu untuk terminal negatif. Bateri 4680 mempunyai lug penuh (lugs dipotong terus dari terminal positif/negatif), yang sangat meningkatkan laluan semasa dan memendekkan jarak lug. Ini dengan ketara mengurangkan rintangan dalaman dan meningkatkan jenis pengganda. Oleh kerana bilangan lug jauh lebih tinggi daripada reka bentuk konvensional, lebih banyak proses pemotongan laser diperlukan.

Kelebihan 4680:

Silinder besar 4680 mempunyai kebolehsuaian yang lebih baik dengan nikel tinggi, merangsang pembangunan rantaian industri nikel tinggi. Bahan besi litium mempunyai harga yang lebih rendah dan prestasi keselamatan yang lebih tinggi, secara berterusan memerah bahagian pasaran bahan ternary. Sel silinder besar mempunyai kebolehsuaian yang lebih baik dengan nikel tinggi, dan Tesla menggunakan bahan katod NCM811 nikel tinggi, yang membantu meningkatkan bahagian pasaran nikel yang tinggi.

4680 silinder besar dan katod silikon kebolehsuaian yang lebih baik: katod silikon teori kapasiti bateri maksimum sehingga 4200Wh/kg, jauh lebih tinggi daripada grafit 372Wh/kg. tesla generasi pertama 4680 sel tidak menggunakan katod silikon, kerana penerokaan pertama tesla ke dalam bidang sel bateri, tidak menggunakan reka bentuk yang sangat radikal.

1. semakan sejarah pembangunan bateri silinder

Sony:pencipta terawal, akhirnya menarik diri daripada industri. 1992 mencipta bateri litium-ion, sekali diperkenalkan kepada ketumpatan tenaga ultra-tinggi menghancurkan bateri hidrida nikel-logam tradisional. 1994 Sony menjadi pengeluar komputer riba terbesar pembekal bateri Dell. 2006 mesyuarat mengenai kebakaran komputer riba Dell, Sony memanggil semula 10 juta bateri. Dan kemudian kebangkitan pengeluar bateri Korea Selatan dan China, Sony berada dalam jurang kerugian. 2016 menjual perniagaan litium.

Panasonic:pencapaian bersama dengan Tesla. 1994 penyelidikan dan pembangunan bateri litium-ion, 1997 Toyota Prius menggunakan bateri silinder Panasonic 18650, pemerolehan 2008 Sanyo Electric, dan membekalkan Tesla Roasder. Transformasi 2010 bagi bateri kuasa dan saham dalam Tesla, kilang AS 2014, dan pencapaian bersama Tesla.

LG:Tesla mempunyai momen yang tinggi. 1999, pengeluaran besar-besaran 18650 bateri, tetapi hanya pada 2019 untuk memasuki rantaian bekalan Tesla.

SDI:syarikat besar dengan perniagaan kecil. 1999, kapasiti terbesar bateri 1.8Ah dalam industri pengeluaran besar-besaran, pernah memegang kedudukan dominan dalam pasaran notebook, tetapi telah teragak-agak dalam bateri kuasa.

2. kajian sejarah pembangunan bateri persegi

SDI:bekas bateri persegi terkemuka. 1999 membangunkan bateri kuasa persegi, pada tahun 2009 menjadi pembekal bateri kuasa BMW, pada tahun 2016 disebabkan oleh dasar senarai putih China, beralih kepada susun atur Eropah, perniagaan bateri litium dalam pendapatan syarikat menyumbang yang agak rendah.

CATL:penerima manfaat terbesar dasar subsidi, kebangkitan trilion pemimpin. Kerjasama 2011 dengan BMW, bebas daripada pengkhususan dalam bateri kuasa. 2014 disebabkan oleh penghantaran polisi subsidi meningkat dengan mendadak, pada 2014 beralih kepada penyelidikan dan pembangunan bahan ternary ketumpatan tenaga tinggi. Dasar senarai putih 2016 serta dasar subsidi cenderung kepada bahan kepadatan tenaga tinggi, kejayaan penghantaran.

BYD:Syarikat itu ditubuhkan pada tahun 1995, bateri telefon bimbit keempat terbesar yang dihantar ke seluruh dunia pada tahun 1997, memasuki bidang automotif pada tahun 2003, membangunkan kereta elektrik tulen F3e pada tahun 2006, bas elektrik tulen yang dihasilkan secara besar-besaran pada tahun 2009, kereta penumpang elektrik tulen yang dihasilkan secara besar-besaran e6 pada 2010, mendapat manfaat daripada dasar subsidi dan menjadi peneraju di China. Dasar subsidi 2016 cenderung kepada bahan terner, dan BYD tidak membekalkan bateri. Pada tahun 2016, dasar subsidi memihak kepada bahan ternary, dan BYD tidak membekalkan bateri, jadi jumlah penghantaran semakin berkurangan, dan pada tahun 2020, bateri bilah dan model DMI akan dikeluarkan, dan bahagian pasaran akan terus meningkat.

3. kajian sejarah pembangunan bateri pek lembut

AESC:raja awal. ditubuhkan pada tahun 2007, memberi tumpuan kepada laluan teknologi litium manganat. 2010 dilengkapi dengan pasaran Nissan Leaf klasik AESC, mencipta kisah kualiti 9-tahun tentang kemalangan keselamatan bateri sifar. 2017 kerana kelebihan litium manganat tidak lagi, AESC bukan lagi pembekal eksklusif Leaf, yang diperoleh oleh Vision pada 2019.

LG:induk set bateri pek lembut. LG memasuki pasaran bateri kuasa pada 2009 selepas bertahun-tahun hujan dalam bateri telefon bimbit. Model pertama untuk hibrid Hyundai, 2010 yang menyokong jualan Chevrolet Volt, 2017 Chevrolet Volt dan Bolt melebihi 50,000 unit, 2018 dan kerjasama VW untuk membangunkan MEB, bateri pek lembut LG mencapai zaman kegemilangannya. Penarikan balik Hyundai dan GM 2021 kerana isu keselamatan bateri, hari bateri VW mengumumkan pilihan sel standard persegi, bateri pek lembut mengalami kemunduran.

Menilai laluan teknikal mesti dinilai dari perspektif sistem/keseluruhan kenderaan, dan kelebihan dan kekurangan sel individu tidak boleh diekstrapolasi ke sistem.Ketumpatan tenaga tinggi sel tidak sama dengan ketumpatan tenaga tinggi sistem.Ketumpatan tenaga sel pek lembut adalah tinggi, tetapi berat bahagian struktur bateri pek lembut pada tahap sistem adalah jauh lebih tinggi daripada bateri cangkerang keras, menjadikan perbezaan ketumpatan tenaga pada tahap sistem tidak ketara.Keselamatan sel yang baik tidak sama dengan keselamatan sistem bateri yang baik.Laluan pelesapan haba, status pengikat, dan sambungan voltan tinggi sel dalam pek bateri akan menjejaskan kesan perlindungan pelarian haba. Bateri pek lembut mempunyai prestasi keselamatan yang lebih baik daripada bateri cangkang keras pada peringkat sel, tetapi perlindungan tahap sistem juga sangat sukar dan mahal, dan tidak ada kelebihan yang ketara secara keseluruhan.

Proses pengeluaran bateri silinder adalah yang paling mudah dan paling cekap antara tiga kaedah pembungkusan. Proses pengeluaran utama termasuk: dos, salutan, laminating, pemotongan mati, penggulungan, kimpalan, dan proses lain.

Kesukaran dalam proses pengeluaran 4680 sel telinga semua adalah:

• Die-cutting: Apabila sel telinga semua disalut dengan tiang, kawasan foil kosong dikhaskan di tepi cecair pengumpul. Selepas gulung menekan dan membelah, kawasan kerajang kosong di tepi pengumpul dipotong menjadi beberapa lug dan kemudian digulung. Lubang tiang potong laser mempunyai masalah berikut: (i) kepingan tiang cenderung bergoyang apabila memotong; (ii) masalah bahawa sekerap tidak dapat dilepaskan dengan berkesan selepas dipotong; dan (iii) panjang dan bilangan potong dadu adalah lebih tinggi daripada batang tiang konvensional.

• Menguli: Dalam proses pembuatan bateri silinder 4680, seluruh lug teras bateri perlu diuli, dan kemudian dikimpal dengan plat tiang selepas bahagian teras bateri rata. Terdapat banyak kesukaran dalam proses menguli: ① apabila kelajuan menguli terlalu cepat, kepingan tiang akan bertukar ② apabila kelajuan menguli terlalu perlahan, kecekapan pengeluaran rendah ③ apabila tahap menguli menghasilkan lebih banyak cip logam, mengakibatkan litar pintas dalaman ④ penumpahan bahan hidup dan masalah lain ⑤ geseran menghasilkan banyak habuk ⑥ menghasilkan lipatan lug.

• Kimpalan: Kimpalan lug bateri 4680 disebabkan oleh peningkatan dalam bilangan lug menjadikan jumlah kimpalan meningkat. Proses pertengahan kimpalan teras secara amnya termasuk kimpalan lug (termasuk pra-kimpalan), kimpalan titik tali pinggang tiang, pra-kimpalan teras ke dalam cangkerang, pengedap kimpalan penutup atas cangkang, pengedap pengedap port suntikan cecair, dan lain-lain. Lingkaran kimpalan dan peningkatan masa, lug tiang penuh dan cecair pengumpul mempunyai ruang putih yang terhad, terdapat kesan pembentukan haba, yang akan menjejaskan konsistensi, dan proses kimpalan terdedah kepada pembentukan haba.

• Die-cutting: Melalui mesin slitting, gulungan tiang giling dicelah ke dalam lebar yang diperlukan untuk pengeluaran sel mengikut permintaan sebenar. 4680 sel dibentuk dengan memotong lugs terus pada kerajang kosong, yang mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk ketepatan, kelajuan dan kualiti pemotongan laser untuk peralatan pengeluaran berkelajuan tinggi.

  
  

Penyelesaian bahagian bateri semua telinga 4680:

• Pemotongan die: Die memotong lugs penuh positif dan negatif ke dalam berbilang monolit lug selari, yang bukan sahaja boleh menghalang lug daripada bertukar semasa proses menguli, tetapi juga tidak boleh mencalarkan dinding dalaman shell bateri apabila memasang dengan shell bateri; dan boleh mengurangkan penjanaan cip logam untuk mengelakkan litar pintas; pada masa yang sama, struktur selari ini boleh mengurangkan tekanan penggelek dengan berkesan apabila menguli, sekali gus mengelakkan penumpahan bahan aktif dan meningkatkan kadar hasil.

• Menguli: Proses menguli sangat berbeza dari pengeluar ke pengilang, dan paten CN11356039A menunjukkan bahawa lengan menguli digunakan pada lengan luar lug tiang penuh. Kepala leper menghampiri lengan leper semasa berputar, dan selepas menghubungi lengan leper, ia akan terus berputar pada lengan leper, dan memacu ubah bentuk elastik lengan leper untuk memindahkan daya berputar ke lug penuh untuk melengkapkan leperan; memandangkan kepala yang meratakan tidak lagi bersentuhan langsung dengan lug penuh, ia boleh menghalang lug penuh daripada dihancurkan sebahagiannya dengan berkesan, sekali gus menghapuskan kesan ke atas kualiti produk dan meningkatkan kadar hasil dengan lebih baik. Paten menunjukkan bahawa: menguli ultrasonik pra-merawat muka akhir teras dengan gelombang ultrasonik, dan kemudian melakukan penguli mekanikal. Uli ultrasonik termasuk set kepala uli ultrasonik pada kedua-dua hujung teras, dan kepala uli ultrasonik mempunyai alur, dan dua hujung teras dimasukkan ke dalam alur kepala uli ultrasonik yang sepadan. Teras diangkut ke dalam unit uli ultrasonik, dan kepala uli ultrasonik bergetar dan menguli kedua-dua hujung teras untuk mencapai kesan merata dan meningkatkan kekompakan hujung teras sebagai persediaan untuk menguli mekanikal seterusnya. Kepala menguli mekanikal ialah kepala menguli seramik. Kepala penguli mekanikal berputar dan memerah teras untuk meratakannya. Paten CN213878154U memilih untuk menggunakan bahan penebat di tepi kosong selepas salutan, dan bahan penebat berada pada tahap yang sama dengan bahan aktif, supaya pengumpul membentuk satah lengkap selepas penggulungan, tanpa perlu menguli.

• Kimpalan: Kimpalan lug tiang pada masa ini biasanya dilakukan dengan laser. Pelarasan tepat kelajuan kimpalan, kedalaman kimpalan, lebar kimpalan dan kelebihan lain untuk menyesuaikan diri dengan kimpalan bahan dan produk yang berbeza, untuk mencapai kimpalan yang tepat, kualiti yang lebih dipercayai dan penampilan yang kemas.

Masalah di atas dijangka dapat dikurangkan, kami percaya bahawa 4680 akan mempercepatkan peningkatan bahagian lajur:

1) peningkatan dalam bekalan kualiti: liberalisasi senarai putih, trilion kemasukan utama. 21 Jun 2019 "syarat spesifikasi industri bateri kuasa automotif" dimansuhkan secara rasmi, bermakna pasaran bateri kuasa China dibuka secara rasmi kepada syarikat bateri asing, LG, Panasonic, dll. boleh menyediakan bateri silinder berkualiti untuk pasaran China. Ningde Time Domestik dan YIWI Li-energy telah pun melabur dalam penyelidikan dan pembangunan bateri 4680 silinder, dan syarikat yang secara terbuka menyatakan komitmen mereka terhadap penyelidikan dan pembangunan bateri 4680 termasuk: Tesla, LG, Samsung, SDI, CATL, YIWI Li-energy , dsb.

2) Bilangan bateri yang lebih rendah, kesukaran penyepaduan yang lebih rendah: Tesla kini menggunakan bateri 4416 21700 dan akan menggunakan bateri 960 4680 pada masa hadapan, jadi ambang penyepaduan sistem dikurangkan dengan ketara.

3) Peningkatan kapasiti dan jurang kos yang dikurangkan: Kapasiti 4680 bateri silinder adalah 5 kali lebih tinggi daripada 21700 bateri, digabungkan dengan kecekapan pengeluaran yang tinggi dan hasil tinggi bateri silinder, kandungan nikel yang lebih tinggi bahan katod dan lebih banyak katod silikon, kos jurang antara 4680 bateri dan bateri persegi dikurangkan.

4) BMW adalah yang pertama bertukar kepada bateri silinder: Sel silinder akan digunakan dalam sistem bateri BMW Gen6. Sebagai pengorek CATL, BMW telah memilih laluan teknologi bateri segi empat tepat, dan kini ia menerajui untuk beralih kepada laluan teknologi bateri silinder, yang pastinya akan memberi impak yang mendalam kepada syarikat kereta lain.