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特斯拉的4680电芯量产,让我们能看到什么?

自2020年9月23日,特斯拉在其《特斯拉的Battery Day》上首次发布4680电芯,至今将近2年的时间里,4680电芯无论是在实体产业圈,还是行业投研圈,一直是大家所关注的热点话题之一。

每一次特斯拉对4680电芯消息的释放,都能激起行业内外人士广泛的讨论。近期的特斯拉德州Austin工厂的开业仪式上所展示的4680电芯及4680电芯成组的电池Pack系统更是将4680这个话题推向了一个高潮。

伴随着Model Y在Austin工厂的量产,4680电芯装车已经进入量产阶段。

动力电池行业发展至今,一直是一个技术路线多元化,产业链各个环节不断演进和突破的产业。站在当前时间节点,作为全球汽车电动化领域的领头羊,特斯拉今后所大规模装车的4680电芯对整个电池产业来所说,意味着什么?或者说我们能看到什么?

有人认为:4680加速了高镍正极材料的渗透和硅碳负极的提前应用。4680圆柱电芯的成组效率(~70%)比方壳电芯(>80%)的成组效率低,为了充分发挥圆柱电芯散热性能和内部应力分布均匀的优势,4680电芯唯有搭配高镍正极材料,硅碳负极材料才能极致提升电芯和系统能量密度。

▲Austin工厂开业仪式上所展示的4680电池组

有人认为:因为硅碳负极材料除首效较低之外,循环过程中SEI膜会再生,减低循环寿命,需要在正极增加补锂剂。同时碳硅负极材料的导电性能差,需要添加碳纳米管以增加活性物质之间的导电性,以提升能量密度。

有人认为:4680应用高镍导热电芯的热稳定性降低,为了满足4680的高能量密度和高倍率性能的追求,需要添加更多的LiFSi(有望从目前行业常用的1%-3%提升至5%)以提高4680的高温下结构稳定性。LiFSi的分解温度(>200℃)远高于当前行业广泛使用的6F(80℃)。

另外还有电芯上游材料中比较小众的粘结剂PVDF,因为上述硅碳负极的膨胀率较高,为了提高硅碳负极负极粉体的稳定性,需要在隔膜接触负极的一侧涂PVDF,以增加粘性。

另外,还有不少投研人士对于4680电芯带来的投资机会,进行了进一步的挖掘。因为4680电芯采用全极耳的技术,全极耳排列紧密,不能用传统的模切工艺,这样有利于激光切割设备渗透率的提高,另外全极耳+集流盘的焊接点位较21700电池提升了5倍,这样对激光焊接设备供应商利好。

▲单极耳和全极耳

上述均是行业人员从产品技术本身,从投研角度,根据4680对上下游产业链的影响所看到的点。实际上4680的落地还带来了生产运营方面的巨大改善,4680电池成组产线的占地面积只有原来21700产线的一半。

个人认为:

4680电芯的诞生本质只是一个电池结构的创新,并不是电池化学体系的突破。那之所以4680带来的影响会让人感觉如此震撼,是因为我们还可以看到:4680电芯诞生的过程并不是一个完全孤立的事件,4680电芯的成功诞生是各个环节相互协同的结果彰显。

从电芯上游四大原材料的优化组合和物尽其用,到电芯制造工艺和设备的全新开发,到最后4680最终的落地与整车的优化(CTC和一体化压铸的组合)匹配,充分反映了特斯拉这家公司对于上下游资源的掌控和调度能力,也能侧面反映出特斯拉这家公司内部各个部门之间对于同一个目标实现的执行能力和协同能力。

不可能每家公司都能拥有特斯拉这种自带变革基因和引领行业发展的能力。

虽然特斯拉的某些企业文化一直被行业所诟病。但是在当前这种快速迭代和动态发展的电动化产业中,对于自我变革的勇气,自我突破的决心和组织目标实现快速落地方面,特斯拉真心值得我们学习。

       原文标题 : 特斯拉的4680电芯量产,让我们能看到什么?

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