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【原創(chuàng)】4680電池,沒有新革命


來源:中國粉體網(wǎng)   長安

[導(dǎo)讀]  2020年9月23日,特斯拉在股東大會暨“電池日”活動上,發(fā)布了全新的無極耳4680電池。

中國粉體網(wǎng)訊  2022年2月19日,特斯拉發(fā)布信息,慶祝第100萬個4680電池下線。



這說明,特斯拉的電池量產(chǎn)能力,居然走在了其供應(yīng)商(松下、寧德時代、LG能源)之前。


國外,松下最早將于2023年起為特斯拉生產(chǎn)4680原型電池,其工廠年產(chǎn)量僅為10GWh;LG能源此前證實,正在開發(fā)4680電池,并計劃在梧倉廠一條新產(chǎn)線量產(chǎn)。


國內(nèi),頭部鋰電池供應(yīng)商正加速推進(jìn)4680電池產(chǎn)線建設(shè)。寧德時代、億緯鋰能、比克電池今年將投入量產(chǎn)4680電池。其中,億緯鋰能與比克電池正積極建造廠房備產(chǎn)。


神乎其神的4680電池


2020年9月23日,特斯拉在股東大會暨“電池日”活動上,發(fā)布了全新的無極耳4680電池。據(jù)悉這款新型電池可提升5倍的能量、6倍的功率,并增加16%的續(xù)航里程,更關(guān)鍵的是,還能顯著降低生產(chǎn)成本。



4680電池命名源于電池本身,46為電池的直徑,80為電池長度,單位均為毫米。


4680電芯是特斯拉的第三代電芯。最初特斯拉采用的電池電芯為18650,其實就和我們現(xiàn)在使用的充電寶內(nèi)部電芯一致,現(xiàn)在小牛電動車也依舊采用18650;而第二代電芯是之后在model 3上,使用了新的2170電池,單體容量比18650電池提升35%;第三代電芯4680電池單體容量比2170電池進(jìn)一步提升500%,將裝載于本季度末開啟交付的Model Y上。


但是,4680電池真有馬斯克宣傳的那么神嗎?


能量


馬斯克宣揚4680電池的能量是松下2170電池的5倍,但他故意沒有提到的是,4680電池的體積是后者的近5.5倍。4680電池的尺寸為46X80毫米,而不是21x70毫米,這就意味著能量密度的提升相當(dāng)有限。


從形態(tài)上,18650、2170和4680的區(qū)別,似乎只是“衛(wèi)生卷紙”越做越大而已。



功率


馬斯克宣揚4680電池的功率是松下2170電池的6倍,這就不得不提4680電池的“無極耳”工藝。



如果把圓柱電池比喻成一個上下封閉的水杯,如果想要充放電使用,就需要在水杯的上下兩邊各扎一個小洞(電池上的一個小接點),滿足電池的輸入和輸出的功效。如果水杯很大,但是洞很小,就會限制電池的原本電流功率。


而4680采用“無極耳”設(shè)計,其實就是在電池兩邊采用N個極耳排列,與其說是“無極耳”,不如說成是“全極耳”。依舊按照剛才水杯來比喻,4680直接把水杯的上下兩個口全部削平,更大的口就可以提供電池更大的電流和功率,這也是為什么4680可以將電池功率提高6倍。


“無極耳”的“全輸出”模式,導(dǎo)線變粗,內(nèi)阻降低,既能提升電芯能量,又可以減少發(fā)熱問題,也保證了電芯安全問題。


成本


成本下降一方面體現(xiàn)在電芯的使用數(shù)量上。以一款75KWh的新能源汽車為例,使用18650電池約需7100個電芯、使用2170電池約需4400個電芯,而使用4680電池僅需950個電芯。保證續(xù)航的同時,較少的電芯數(shù)量可以降低單車電池成本,也能提高生產(chǎn)效率。


另外一方面,4680大圓柱還可作為一種“結(jié)構(gòu)電池”,靈活運用在各種車型的CTC設(shè)計上。全極耳、干電極、高鎳高硅體系和CTC的新設(shè)計、新技術(shù)組合拳,在實現(xiàn)電池高能量、高功率密度的同時,還可以降低度電成本。


4680量產(chǎn),三元電池利好?


目前,主流電池廠商的4680電池基本都采用高鎳三元正極,加上大圓柱對硅基負(fù)極體積膨脹的容忍性更高,更加適配高鎳+硅基負(fù)極體系。



但也有分析提到,4680只是一種電池尺寸,同樣可以采用磷酸鐵鋰技術(shù)。中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教表示,“4680型號的主要應(yīng)用是三元電池,但在其他材料體系電池中也可以用!


伊維經(jīng)濟(jì)研究院院長吳輝分析,“短期內(nèi),磷酸鐵鋰電池成本優(yōu)勢明顯,但長期來看,高能量密度是動力電池的發(fā)展方向。一旦磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢不再明顯時,高能量密度的三元電池可能會成為更多車企的選擇。而磷酸鐵鋰版的4680也有它的應(yīng)用市場,如低速車、二輪車、微型電動車等!


4680電池,沒有新革命


電池的核心技術(shù)首推正負(fù)極材料,其次電解質(zhì)、隔膜,最后才是封裝。圓柱、方殼、軟包都是封裝技術(shù),而4680電池是對圓柱工藝的改進(jìn),和比亞迪將方殼改成刀片,相差不多。


為什么沒人提比亞迪的刀片電池改變了電動車產(chǎn)業(yè)呢?


新能源車的改進(jìn)最強(qiáng)大的推動力在于電池技術(shù),而電池技術(shù)革新首要在于正負(fù)極材料和電解質(zhì)的改進(jìn)。高鎳(或者無鈷)、摻硅補鋰和固態(tài)(半固態(tài)),這些技術(shù)都直接以能量密度和安全性為目標(biāo),算是核心技術(shù)。


相對于電池核心技術(shù),4680電池的改進(jìn)相對邊緣一些,很難對汽車行業(yè)格局產(chǎn)生大的影響。多年來,特斯拉的宣傳能力往往跑在工程能力的前面。


此外,比克電池、億緯鋰能等電池廠商,不屬于特斯拉供應(yīng)商行列,也在試圖生產(chǎn)4680電池。很有可能,它們生產(chǎn)的4680電池,與特斯拉所稱的4680電池,只是尺寸相當(dāng),而技術(shù)細(xì)節(jié)大相徑庭。


這也說明,封裝技術(shù)沒那么難以突破。所以,千萬不要以為4680電芯能夠革命電池行業(yè)。


資料來源:


時代周報、 汽車人雜志、科創(chuàng)板日報


(中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安)

注:圖片非商業(yè)用途,存在侵權(quán)告知刪除

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作者:長安

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