今天小編分享的科技經驗:馬斯克吹了三年的“锂電之光”4680,竟然還不如普通電池?,歡迎閱讀。
不得不說,續航焦慮對于現在的電車來說真的越來越不是個事兒了。
能用 15 分鍾就把電池充滿的 800V 架構就不提了,前兩天,極氪給自家 001 車型增加了一個名為 " 千裡續航套裝 " 的選配。花個 10 萬,就能把車上的電池換成 140 度的麒麟電池,紙面續航直接拉到了 1032 公裡。
就算最後實際續航會打折,但七八百公裡的續航也已經比大部分油車要強了。這也順便,讓極氪 001 成了目前全球範圍内,注意啊是全球,
續航最長的量產純電車型。
而在去年 6 月份,寧德時代發布麒麟電池的時候,他們就聲稱可以把電車的續航裡程提升到 1000 公裡以上。那時候看,多少有些吹噓的成分,可如今還真就被他實現了。只能說,寧王真就從不口嗨。
當然,麒麟電池的技術有多牛逼、寧王的實力有多強已經不是什麼新鮮事了,大夥懂得都懂。但這事兒如果和另一個新聞放在一起看,
就 tm 很有意思了。
差不多十天前,之前表示要給特斯拉生產4680 電池的日本廠商松下表示,将推遲供給特斯拉的 4680 大圓柱形锂離子電池的量產時間。原計劃是今年 4 月,但為了 " 提高電池的性能 " ,可能會延期到明年 4 月。
這個理由翻譯成人話就是,特斯拉吹了兩三年的 " 最完美锂電池 " ,實際表現可能拉了。
媒體對這事兒的态度也都是這個畫風的,都在嘲諷馬斯克牛逼吹過了的感覺。
所以,這個名字有些抽象的 4680 電池是個啥?
乍一看雖然有些難懂,但這四個數字代表的其實是圓柱形電池的尺寸。前兩個是直徑,後兩個是高度。所以 4680 電池就是一種長 80 毫米、直徑 46 毫米的圓柱形電池。
還是很好理解的。
目前在大部分電車上使用的則是 2170 電池,看體型要比 4680 小得多。
把這些電池排在一起,再用外殼一封,就成了電車上的動力電池包。
4680 這個尺寸,是特斯拉在三年前的電池日上發布的。根據馬斯克當時的說法,這種電池渾身上下就都是優點。總結起來就五個字:牛逼,還便宜。
牛逼在哪呢?
相比 2170 電池, 4680 電池的能量是它們五倍,放電功率更是提升到了六倍。用上了 4680 的電車,續航裡程能夠提升 13% 。
當然,這玩意也不只有紙面數據看着牛逼,還是有些實打實的技術創新的。
比如這個叫無極耳或是全極耳的設計,就能大幅減少動力電池的發熱。
傳統電池裡,會有兩張卷在一起的薄膜,每張薄膜在末端都會引出一個小條當做電池的正負極,這就是極耳。
因此,電流就需要經過整個薄膜,再從這兩個極耳輸出。
這麼長的傳輸路徑在小電池上還好,要是放到 4680 這樣的大電池上,光是薄膜長度就是 2170 的好幾倍,很容易造成發熱甚至是過熱。
所以,特斯拉的做法是把每張薄膜的邊緣都做成這樣的鋸齒狀:
薄膜卷起來以後,再把這些鋸齒折成一個平面,這樣整個平面就成了電池的正負極。
因為沒有極耳結構,大家都叫他無極耳或是全極耳設計。
用上無極耳設計後,電池裡的電流也就只用流動一個電池的高度了,路徑大幅縮短,發熱自然也大幅減小。
形象點說,傳統的極耳設計就像沿着盤山公路上山,彎彎繞繞,費時費力。無極耳則像直接從山腳下架了個電梯,兩點一線直運山頂,效率拉滿。
馬斯克更是表示,有了新結構、新技術的 4680 電池,單體能量密度将超過300 Wh/kg ,比 2170 提升近一半。
更重要的是,光是性能高就算了,這玩意還很實惠。
根據馬斯克的計算, 4680 這個尺寸在圓柱電池裡性價比是最高的。不僅對續航有明顯提升,而且因為體積大,電池包裡需要的電芯數量更少,所以綜合下來成本可以減少 16% 。
要是以後成規模了,成本更可以降低一半。
再加上可能會用上矽材料陽極、無钴高鎳陰極這些極其科幻的新材料和新工藝,當時的 4680 電池還真是給電車產業帶來了不小震撼。
媒體也一度将它捧上神壇,甚至有論調稱其是固态電池落地以前锂電池唯一的希望。
脖子哥當年看完也是一愣一愣的,敢情 4680 還真就是個完美的電池呗?
但是當用上 4680 電池的特斯拉 Model Y 走下生產線後,這個美好的理想卻碎了一地。
前幾天,一個名為 Troy Teslike 的海外媒體,根據特斯拉量產版 4680 電池的重量、體積和能耗,算出它的單體能量密度竟然還比常見的 2170 電池低了 13% 。
而他的計算過程其實也沒有多復雜,都是根據公開的數據進行簡單的計算。比如這份 EPA 也就是美國環境保護署給用上了 4680 電池的 Model Y 做的續航測試裡,就有 4680 電池的實際可用電量。
再結合此前有博主對 Model Y 進行了拆解,測出過 4680 電池包内電芯的重量,兩者的比值其實就是 4680 電池的單體能量密度。
從數據中能看出來, 4680 電池的單體能量密度僅有229Wh/ kg ,不僅遠低于馬斯克當時宣傳的 300 Wh/kg ,甚至還低于用了好幾年的 2710 電池的 262 Wh/kg 。
簡而言之就是,真拉了。
不僅如此,馬斯克當時在電池日上表示會用上的無钴正極以及全矽負極, 4680 也都沒有用上。說是相比 2170 的能量增加到了五倍,到頭來其實也就是
電池的體積變成了五倍。。
而用上了 4680 電池的 Model Y 價格雖然是比 2170 電池版本便宜了一些,但續航也是不升反降。和當時說的降價還提升續航,差距蠻大。
所以,也難怪各家媒體對 4680 一頓猛噴了。畢竟調起得這麼高,最後就出來個這,着實讓人失望。
不過客觀角度來說,即使特斯拉的 4680 拉了,我們也不能完全否定這個設計的先進性。
畢竟用無極耳設計降低電池内阻減小發熱、用無钴正極增加能量密度、通過增加電芯數量降低總體成本等思路,都是切實可行的。包括寧德時代和比亞迪,其實也都已經在研究 4680 或者類似規格、采用類似技術的電池。
只能說現階段,想把 4680 做到理想的狀态難度還是比較大的。就比如無極耳的工藝,對焊接技術就提出了很高的要求。那麼多密密麻麻的鋸齒需要在折平以後精确的焊在一起,難度确實不小。
能摸得到的好處,估計也就只有省錢了。
所以,現在的大圓柱電池,似乎更适合的應該是那些入門級的電車。就比如前幾天在國内上市的某自主品牌小電車,就用上了 4695 規格的電池, 10 萬不到就能跑 400 多公裡,确實還挺香。
而對于特斯拉來說,不出意外的話特斯拉的 4680 電池還會經過幾代的更新,到時候或許就能和當初 FSD 虛假宣傳的事兒一樣,慢慢把自己吹的牛逼補回來。
而像寧王和 B 王,或許早已經預感到了大圓柱電池的發展已經到了瓶頸,所以無論是麒麟電池還是刀片電池,都采用了非圓柱形的片狀電芯。雖然散熱不好解決,但好歹把性能提上去了。
所以未來的電池行業競争,大概率也會在特斯拉為首的圓柱派和非圓柱派之間展開。成本和性能的博弈,也會是各大巨頭日後繼續内卷的重點。
固态電池出現之前的劇情,真的是越來越好看了。你說要是以後能出現一種液體,只需要五分鍾 ....................