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最新 4680 电芯拆解和测试信息

特斯拉

2022-12-05

作者: 朱玉龙

在门罗老爷子拆解完的 4680 电芯,每个电芯被卖出去高价。加州大学圣地亚哥分校纳米工程系和芝加哥大学普利兹克分子工程学院能量储存和转换实验室(LESC)对电池进行了测试,我想就一些测试的数据做一些摘录,和大家分享一下。

▲图 1. 特斯拉 4680 电池的特点

4680 电池卷芯两侧焊接正负极集流盘:

◎顶部包括正极放置绝缘套,铝质正极集流盘中间与壳体正极极柱焊接在一起。

◎底部采用铜质负极集流盘与负极顶盖电接触,负极顶盖中间留注液口(也有定位作用),负极极耳与整个壳体相连通。

▲图 2. 特斯拉 4680 电芯的特点

电池拆解的信息

正极

从设计来看,4680 内部极片的数据如下:

◎正极厚度 85µm

◎铝箔厚度 9 至 10µm

◎ 铝汇流片端盘厚度 400µm

▲图 3. 拆解的数据

4680 电池正极使用了 NCM811 材料,EDS 能谱分析材料中第一版镍含量为 81.6% 第二版的镍含量为 81%。

▲图 4. 正极的成份数据

负极

目前 4680 电池中负极材料中没有硅(目前 2170 有 10% 左右的比例),采用的材料就是石墨。负极极片厚度 121μm,其中铜箔 6-8 微米。

▲图 5. 负极的情况
▲图 6. 负极的 EDS 情况

测试数据

容量测试

从容量测试来看,容量只有 23.35Ah,测试条件是 2.5A 放电,约 C/10。

容量 20Ah 测试条件 25A 放电,约 1C。

阻抗

内阻是一个关键参数,使用 HPPC 脉冲测试数据进行测量,得到的结果是 DCIR(充电 / 放电):7mΩ+/-2。

因此整个参数为:

◎电池重量能量密度 = 244Wh/kg

◎电池体积能量密度 = 650 瓦时 / 升

▲图 7. 容量和阻抗

特斯拉 2023 年开始推广更多的配备 4680 电池的 Model Y 版本,根据美国环保署 (EPA)为 2023 年 ModelY 颁发的三份车型数据,包括 AWDModelYLongRange,以及 AWDModelYPerformance 和 AWDModelY。4680 电池是从春天到夏天开始尝试生产的,新的 2023ModelY 版本的整体配方也可能会有所改进。在第三季度的财报会议中,Elon 表示一旦 4680 电池完全集成,他相信每千瓦时电池成本可以达到 70 美元 /kWh。

小结:目前特斯拉的 4680 由于从松下和 LG,进入自己选择和设计阶段,总体设计是保守的。随着成本目标的要求和产量拉动,特别是 LG 和松下建设 4680,在正负极材料的配方上会更激进一些。到时候的表现和现在有很大的提高

本文著作权归作者所有,并授权 42 号车库独家使用,未经 42 号车库许可,不得转载使用。

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