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我们将在年底前实现4680电池的量产这很难预测这里面有很多新技术

来源:东方财富 作者:叶知秋 发布时间:2022-08-18 14:09   阅读量:6246   

我们将在年底前实现4680电池的量产,但这很难预测,因为这里面有很多新技术在特斯拉8月初的2022年股东大会上,该公司首席执行官埃隆埃隆马斯克表示,我们有信心实现高生产率,但可能要到今年年底才能实现高产出

但他说这话的时候,马斯克的声音并不是很自信一身黑衣的马斯克手持麦克风,脸色有些凝重,期间两次垂下眼睛看向地面和两年前的意气风发相比,似乎相差太远了

2020年9月,在特斯拉的电池日,马斯克推出了划时代的特斯拉4680电池根据其声明,这款电池将在2022年实现100GWh的产能规划,为至少100万辆电动汽车提供支持

到目前为止,特斯拉只在加州弗里蒙特附近的加藤路工厂和德克萨斯州的奥斯汀超级工厂开始了4680电池的小规模生产特斯拉的供应商之一日本的松下明确表示,4680电池仍处于测试阶段,大规模生产要到2023年4月才能开始

不仅松下推迟了量产计划,而且据传,4680电池的中国合作伙伴之一的当代安培科技有限公司新能源科技有限公司仍有一个模糊的计划日前,当本报记者就公司4680电池的量产进度向当代安培科技股份有限公司相关负责人询问时,其表示,当代安培科技股份有限公司没有任何关于4680电池的信息可以披露

480电池怎么了。

480圆柱电池的全称是4680标准无极圆柱电池480指的是电池的规格——46指的是直径为46mm的圆柱形电池,80指的是高度为80mm的电池

根据特斯拉公布的数据,与传统的2170圆柱形电池相比,4680电池的能量将是前者的5倍,车辆的续航里程将增加16%,功率将增加6倍未来,伴随着电池材料和车辆设计的改进,净续航里程将增加56%,生产成本将节省54%

特斯拉位于加州弗里蒙特附近的Kato Road工厂原本是一个小型的试点工厂,但现在已经成为4680电池的生产龙头德州超级工厂的4680电池生产线从今年第二季度才开始小批量投产

今年年初,加藤道工厂生产了第100万块4680电池今年4月,首批装载4680个电池组的特斯拉Model Y在德州超级工厂组装交付,所用电池也是这家工厂生产的

目前没有加藤道工厂公布的电池产量和容量数据但从今年上半年加藤道工厂泄露的一份文件中,我们可以一窥这家工厂4680电池的生产效率据autoevolution网站报道,这份泄露的文件显示,当天工厂共有14台机器在运行,其中13台生产的电池质量良好,合格率超过90%,但有一台机器例外212号机由于培训德州超级工厂的员工,生产了82%的坏电池据统计,当天电池整体生产合格率为92%

产量方面,当天加藤道工厂共生产了6250块4680电池,而目前在德州超级工厂组装的一辆特斯拉Model Y需要安装约690块4680电池按照加藤道工厂当天的产量,每天生产的电池量支持10辆左右的Model Y,远远低于德州超级工厂的目标产量

生产效率和生产率仍在缓慢攀升据长期跟踪特斯拉的分析师Troy称特斯莱克表示,8月份,加藤路工厂的生产效率将会提高,每周将生产220个电池组,而德克萨斯州的超级工厂每周将生产183个电池组可是,特斯拉直到2023年5月才能每周生产5000个4680电池组

导报记者了解到,按照特斯拉的规划,加藤道工厂4680电池的年产能将达到10GWh,大概可以满足15万辆电动车的需求,德州超级工厂的产能预计在今年内达到60GWh目前特斯拉自己在建的4680电池产能还包括特斯拉在德国柏林的工厂,预计建成后将达到20GWh,但产能要到2022年第四季度后才能释放

在合作伙伴方面,日本的松下和韩国的LG新能源公司都表达了对4680电池的产能规划不过,松下已经明确表示,4680电池仍处于测试阶段,公司将逐步扩大产能,为全面推广做准备根据消息显示,松下位于日本西部的歌山工厂今年正在建设两条新生产线,产能约为10吉瓦时2023财年,工厂将开始量产4680块电池

6月,韩国LG新能源公司宣布投资5800亿韩元在韩国忠北武仓第二工厂新建4680电池生产线,为特斯拉提供9 GWh的产能,但要到明年下半年才能投入量产。

松下能源部首席执行官Kazuo Tadashi在接受彭博新闻采访时表示,4680电池可能会在保持安全性和提高性能的同时降低电动汽车的成本,从而促进汽车行业的重大进步可是,这个过程迄今为止并不容易

这不仅仅是制造更大的电池工作并不像有些人想的那么轻松Tadao Kazuo说,松下已经在这方面进行了一年多的试验他说,电池的开发过程需要极大的耐力,改变电池的形状需要相当大的大脑通路神经

4680电池量产的难点在哪里。

理论上圆柱形电池的技术成熟度最高在特斯拉的早期,松下1865年的圆柱形电池产品被广泛使用但对于电动汽车来说,1865电池容量小,所需电池数量多,电池管理难度大因此,特斯拉和松下进一步推出了2170气缸产品更大的体积可以容纳更多的电极材料,也可以节省结构件的空间与1865年相比,270有一定的提高,但没有质的飞跃只能算是1865年的胖版

在业内人士看来,相比1865和2170电池,4680电池的量产难度很大,因为它确实是融合了很多创新技术。

首先,它对电池卷线器的精度要求很高,而且由于电池体积大,找正比较困难主要难点在于耳片的焊接工艺在480块电池中,特斯拉最引以为豪的是无极耳技术电芯的极耳是指将正负极引出电芯的金属导体,是电池充放电时的关键路径接线片的材料和尺寸会影响电池的内阻和过电流能力

传统的18650圆柱形产品通常只有两个接线片,分别接正极和负极,因为容量小,输出电流小4680气缸采用全极耳设计,从卷绕体两端露出的正极铝箔和负极铜箔捏合成一个端面作为极耳接线片的数量增加,电流路径也增加同时可以缩短极耳之间的距离,从而大大降低电芯的内阻,有效降低电芯的发热量,提高电芯的快速充放电能量

目前全极耳的制造工艺有两种:切折和摩擦重叠法是特斯拉采用的一种解决方案,主要是斜切成片卷起,表面起伏较大,容易导致极耳接触程度不一致,内阻一致性差

另外,在注入电解液时,由于两端都被极耳封闭,无法连续注入液体进行生产捏合法是国内企业普遍采用的一种方案这种方法通过超声波或机械摩擦将凸耳摩擦到端面在压平电极的过程中,容易产生金属碎屑,导致电芯过度自放电,甚至内部短路另外,扁平的端面比较致密,电解液很难进入电池内部这些都将是提高电池生产率的难题

其次,电池的空间利用率低在相同的化学体系下,大型圆柱形电池的空间利用率远低于棱柱形电池如果使用三元材料,棱形电池可以使用普通的镍钴锰或镍钴锰材料,但4680电池必须使用高镍才有相近的功率,其镍钴锰含量比目前约为811镍三元化合物虽然能量密度高,但也意味着热失控的风险高,在系统保护上必须注意

第三,传统方法散热困难电池产生的热量大部分来自电化学本身一般圆柱形电池轴向散热最快,横向散热最慢480电池的大体积让这个特点更加明显800V高压充电下,电池会在短时间内积累大量热量,侧面散热速度变慢长此以往,会对电池的寿命产生较大的影响特斯拉的方法是在顶部加一块水冷板,达到侧面和顶部双向冷却的效果目前效果未知

第四,负极材料不足480电池负极计划采用碳化硅,提高能量密度可是,硅碳阳极也有一些缺点比如成本很高,副反应多,膨胀大,一次充放电效率低,影响电池质量,电池容易受到硅的体积变化的影响SEI膜被反复破坏改性,大量消耗锂离子,可能降低循环特性和电池容量

但颇为神秘的是,8月初,据长期关注电动车电池的技术频道《极限因子》报道,4680电池被拆解进行化学分析结果表明,目前生产的4680电池负极仅由石墨制成,不含硅

也许,你需要一些耐心。

由于4680电池的生产壁垒,特斯拉不得不继续依赖其在德克萨斯州的超级工厂生产的2170电池来满足Model Y的需求。

我们有足够的2170电池来满足今年剩余时间内新车的需求特斯拉今年不需要依赖4680电池,但明年4680电池将发挥非常重要的作用在股东大会上,马斯克说道480电池的量产进度可能不会影响特斯拉今年生产150万辆新车的目标,但2023年就不一样了

因为它对特斯拉电动皮卡Cybertruck的顺利量产至关重要Cybertruck发布时,特斯拉承诺了一系列出色的性能,而4680电池是实现这些承诺所必需的Semi内部人士认为,特斯拉4680的量产远远落后于原计划,这直接影响了Cybertruck,电动半挂卡车等车型的量产

不过,好消息也不是没有生产出来的4680电池在能量密度和快充性能上依然表现出优势

根据极限因子对特斯拉4680电池的拆解测试报告,一块4680电池重约355g,按额定电压3.7—3.8V计算总容量约为26.136Ah,额定能量约为96—99Wh简单算了一下,目前4680电池的能量密度约为272—296Wh/kg,而按照特斯拉的迭代计划,第二代4680电池的能量密度将达到305 Wh/kg,第三代333 Wh/kg

相比之下,比亚迪第一代刀片电池的系统能量密度为140Wh/kg,预计2025年将超过180Wh/kg当代Amperex科技有限公司最新推出的麒麟电池三元高镍体系系统能量密度为255Wh/kg,磷酸亚铁锂体系能量密度可达160Wh/kg在能量密度方面,4680电池有一定优势

此外,今年4月,特斯拉交付了配备4680电池的Model Y,该电池在德克萨斯州的超级工厂生产第一批有机会驾驶这款新车型的客户是奥斯汀地区的预订用户,许多人提供了大量关于这款4680电池的里程测试和充电测试的信息

在一次测试中,用户在德克萨斯州的V3超级充电器上给电池充电,3分钟充到9%,12分钟充到9%到50%,34分钟充到80%,40分钟充到90%,50分钟充到97%但是新电池不能长时间保持250 kW的最大充电速度,最大速度比2170电池下降更快

"无论如何,现在正确评价4680电池还为时过早."有业内人士评价。

特斯拉动力总成和能源工程高级副总裁安德鲁巴格里诺强调,特斯拉在4680电池上的挑战是一个工程问题,而不是科学问题这意味着,经过足够的优化工作,特斯拉或许可以走出4680电池的量产困境

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