аккумулятор 4680 что это
На Токе заряженный портал
BAK Battery представляет первые китайские аккумуляторные батареи 4680 — На токе
BAK Battery представляет первые китайские аккумуляторные батареи 4680
Компания BAK Battery, один из китайских производителей литий-ионных аккумуляторов, представила на выставке China International Battery Fair (CIBF) в 2021 году совершенно новый цилиндрический элемент 4680, который является первым элементом такого типа в Китае.
Компания является одним из китайских пионеров цилиндрических батарей, поэтому продвижение формата 4680 (представленного Tesla на мероприятии Tesla Battery Day ), вероятно, станет естественным следующим шагом.
По сообщениям китайских СМИ, BAK Battery долгое время работала над цилиндрическими ячейками размером более 2170 (также известными как 21700) и уже предлагает модели 32105 и 32140 (настольная конструкция, в трех версиях: NCM, LiFePO4 и LiMn2O4).
Новый элемент BAK Battery 4680, химический состав которого не разглашается, имеет емкость 25 Ач (по сравнению с примерно 3 Ач у нынешних 18650).
Благодаря низким тепловым потерям (конструкция стола «резко» снижает внутреннее сопротивление элемента), можно достичь выходной мощности в 1 кВт, что соответствует высокой скорости зарядки (например, 10C). Это означает, что автомобиль с запасом хода 600 км может восполнить запас хода на 400-500 км (250-300 миль) за 10-15 минут, в зависимости от системы зарядки.
В следующем году компания надеется начать массовое производство на своем заводе в Чжэнчжоу, Китай.
Будет очень интересно посмотреть, закажет ли Tesla эти элементы для своих автомобилей в Китае или другие производители перейдут на 4680 элементов.
В этом и следующем году мы, вероятно, увидим несколько конкурентоспособных моделей формата 4680 с различным химическим составом. Гонка только началась. Ну а мы пока ждём появления этих элементов на AliexPress.
Говорить о главной новости, ради которой затевался весь Battery Day, а именно о презентации новой аккумуляторной ячейки Tesla 4860, только в контексте увеличения емкости батарей электрокаров марки — значит не видеть всей картины.
Основная задача Tesla, как первопроходца в популяризации электротранспорта, состоит в создании доступного электромобиля для широкого потребителя. Tesla Model 3 стала первым шагом в данном направлении, однако, электромобили все еще не доступны для всех категорий потребителей. По расчетам компании, стоимость кВт*ч энергии необходимо уменьшить вдвое, чтобы электромобиль по стоимости сравнялся с автомобилем с ДВС и оказался значительно выгоднее с учетом дальнейшей эксплуатации.
Обширный план сокращения затрат на производство батарей, который состоит из 5 больших шагов, и был представлен Маском на самом деле.
Шаг 1. Строение аккумуляторной ячейки
Емкость ячейки 4680 в 5 раз выше, чем у ячейки 2170, которая на данный момент используется в батареях на электромобилях компании. Мощность увеличилась в 6 раз, а запас хода электрокара с такими ячейками будет больше примерно на 16%.
Однако, нельзя было просто взять и увеличить объем ячейки. Новый формфактор со столь высокой емкостью сопряжен с рядом технических проблем, в частности, с отводом тепла от элемента. В решении данной проблемы кроется инновационность представленной ячейки — в Tesla нашли способ убрать медный вкладыш и внедрить теплорассеивающую медную прокладку по диаметру ячейки. Помимо сокращения издержек при производстве, такое решение уменьшит нагрев при зарядке, соответственно, ускоряя процесс заряда.
К слову, по расчетам инженеров Tesla, форм-фактор 4680 оптимален — при большем диаметре увеличится сопротивление, что негативно отразится на запасе хода.
Новая аккумуляторная ячейка снизит стоимость кВт*ч на 14%.
Шаг 2. Производство ячеек
Процесс производства аккумуляторной ячейки состоит из 4 этапов: создание электрода, намотка электрода, сборка ячейки, заполнение электролитом и зарядка. При производстве старых батарей между вторым и третьим этапам необходима пауза — конвейер должен двигаться прерывисто, чтобы припаять вкладыш.
Технология ячейки 4680 позволяет организовать сборку без пауз. В результате, чтобы произвести ячеек на 1 ГВт*ч требуется на 75% меньше затрат, а необходимая производственная площадь сокращается примерно в 10 раз. Результат — стоимость кВт*ч снижается еще на 18%.
Шаг 3. Материалы анода
Решение,которое предлагает Tesla — напыление полимерного покрытия на кремний для его стабилизации и последующее создание сети посредством другого вещества. Звучит сложно, но на деле все достаточно легко осуществимо и может увеличить запас хода электрокара на 20%. А стоимость кВт*ч снижается еще на 5%.
Шаг 4. Отказ от кобальта в составе катода
Tesla предлагает заменить кобальт никелем, увеличить долю лития, добавить новое покрытие и легирование катода. Результат — 15%-е снижение стоимости кВт*ч.
Шаг 5. Литье кузовов электромобилей
Tesla Model Y должен стать первой моделью, на которой Tesla опробует отлив кузова целиком в специальной машине. Такой подход позволит снизить издержки на производство кузовов примерно на 40% и сократить числе необходимых деталей на кузове на 79 штук.
Маск утверждает, что такой электромобиль Tesla запустит в ближайшие 3 года. При этом, электрокар будет снабжен автопилотом последнего поколения, что абсолютно нехарактерно для автомобилей данного ценового диапазона.
Революционная литиевая ячейка Tesla 4680 оказалась разработкой Panasonic
Как сообщают японские источники, революция в аккумуляторах, о которой долго рассказывал Илон Маск на «дне батарейки» в сентябре, — это оригинальная разработка Panasonic. Точнее, компанией Panasonic по заказу Tesla создан новый форм-фактор литиевого цилиндрического аккумулятора диаметром 4,6 см и длиной 8 см или элемент 4680. Вкладом Tesla в разработку, похоже, стало удаление цифры 0 из принятого в индустрии обозначения 46800.
В этой новости удивляет не сам факт разработки нового форм-фактора литиевых аккумуляторов специалистами Panasonic, а нежелание или неспособность собственного батарейного отдела Tesla заниматься даже такими простыми улучшениями, как увеличение физических размеров ячейки. Производить в 2021 году прототипы элементов 4680 для Tesla также будет компания Panasonic. Собственное производство элементов 4680 силами Tesla — в будущем. Возможно, это произойдёт на новых заводах компании под Берлином и в Техасе.
Для выпуска элементов 4680 компания Panasonic развернёт новые линии на действующих производствах. Затраты оцениваются в десятки миллионов долларов США. Panasonic сделает это не из желания помочь партнёру с инновациями, а из-за заинтересованности в том, чтобы стать главным поставщиком новых элементов для электрокаров Tesla в будущем. Как считают рыночные наблюдатели, компании Tesla будет сложно обеспечить себя новыми аккумуляторными ячейками самостоятельно.
Tesla представила свою новую аккумуляторную батарею 4680 на мероприятии Battery Day. Она имеет в шесть раз большую мощность, чем предшественники, и в пять раз большую энергоемкость. Размер батареи составляет 46х80 мм.
Tesla решила проблему терморегулирования, создав конструкцию цилиндрической формы. Благодаря новым анодно-катодным технологиям компании удалось значительно сократить путь прохождения энергии внутри конструкции.
В компании надеются, что дальность хода электрокаров на новых батареях вырастет на 16%.
Стоимость киловатт-часа при этом снизится на 14%. В целом, новый процесс производства должен снизить стоимость батареи, отметили в Tesla.
Между тем Tesla представила новую версию своего флагманского седана, модель S Plaid.
Электромобиль будет иметь запас хода более 836 км, максимальную скорость 321,8 км/ч и разгон от 0 до 96,5 км в час менее чем за две секунды. Электромобиль оснащен трехмоторным полным приводом.
Последний дизайн прототипа Model S Plaid стал ближе к нынешней Model S.
Model S Plaid испытали на гоночной трассе Laguna Seca в минувшие выходные, и она прошла круг за 1:30. В прошлом году другой прототип модели завершил круг за 1:36,55.
Tesla показала еще несколько прототипов, включая Roadster и Cybertruck.
Cybertruck
Roadster
Также был продемонстрирован прототип Tesla Semi, электрического тягача.
Наконец, показали Cyberquad, электрический квадроцикл.
Tesla представила батарею повышенной мощности (на самом деле нет)
Событие, которое было два раза перенесено и которое обещало перевернуть мир литийсодержащих аккумуляторов, свершилось — Илон Маск представил новые батареи для будущих электромобилей. Новые аккумуляторные ячейки стали в 6 раз мощнее и в 5 раз ёмче. Но рано радоваться. Без подтасовки не обошлось.
Аккумуляторная ячейка Tesla 4680 (Tesla)
Фактически ёмкость новых литийсодержащих аккумуляторных ячеек Tesla выросла за счёт увеличения объёма ячейки. В компании представили новый увеличенный формфактор аккумулятора, который назвали 4680 (46 мм в диаметре и 80 мм высотой). По сравнению с аккумуляторной ячейкой 2170, которая до этого использовалась и будет использоваться дальше в блоках тяговых аккумуляторов электромобилей Tesla, физический объём элемента 4680 в шесть раз больше.
Нетрудно заметить, что ёмкость в пересчёте на объём элемента даже стала меньше — она увеличилась только в пять раз. Однако это даст небольшой выигрыш в составе блока батарей, что увеличит дальность пробега на одном заряде примерно на 16 %.
Отметим, что переход на новый формфактор был сопряжён с преодолением ряда технических проблем. Например, задачу по эффективному отводу тепла от элемента решили путём отказа от медного вкладыша и переходом к теплорассеивающей медной прокладке по диаметру элемента.
Новый элемент использует новый теплорассеивающий вкладыш (на фото справа)
Другими путями снижения стоимости аккумуляторных батарей в компании Tesla считают отказ от кобальта (полный или почти полный) и переход на никель с решением вопросов переработки аккумуляторов на собственных мощностях. Батареи 4680 откажутся от кобальта в своём составе и станут использовать никель. Маск заявил, что уже призвал горнодобывающие компании обеспечить наращивание поставок никеля. Российский «Норильский никель», кстати, якобы исключён из списка поставщиков по просьбе местных экоактивистов. В немилость он попал по причине нанесения урона окружающей среде в местах добычи.
В перспективе производством элементов 4680 будут заниматься множество заводов во всём мире. По словам Маска, через три года выпуск аккумуляторов компании будет увеличен в 85 раз с нынешних 35 ГВт·ч до 3000 ГВт·ч. Производство элементов 4680 Tesla обещает начать ближе к концу следующего года на своём заводе в США во Фремонте, штат Калифорния, с запланированной мощностью 10 ГВт·ч. Но к полномасштабному выпуску новых элементов компания приступит не раньше, чем через три года.
Примечательно, что выпуском новых катодов (электродов для элементов) будет заниматься свой собственный завод Tesla. О планах его строительства Маск заявил во время анонса новых батарей. Однако пока ничего конкретного на этот счёт не сообщается. Информация будет обнародована позже.