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4680电池转向磷酸铁锂材料以适用储能,电池总产能冲击1000GWh

导语:2020年,特斯拉在其电池日隆重推出了4680大圆柱形锂离子电池,与2170圆柱电池相比,电池尺寸更大,采用无极耳技术,单体容量更高,并能有效降低电池的生产成本。 如果说三年前的

2020年,特斯拉在其电池日隆重推出了4680大圆柱形锂离子电池,与2170圆柱电池相比,电池尺寸更大,采用无极耳技术,单体容量更高,并能有效降低电池的生产成本。

如果说三年前的4680电池是为了更便宜、续航里程更长的电动汽车而诞生,那么如今它还将肩负起另外的使命——在特斯拉的Megapacks和Powerwall等储能产品中使用。

近日,马斯克在回答一位投资者提问时表示:“我们的长期目标,是在特斯拉内部生产超过1000GWh的电池。”

“需要明确的是,我们将继续使用其他电池供应商(目前特斯拉的电池供应商包括宁德时代、LG新能源、日本松下),只是,锂离子电池的需求是近乎无限的,而且将持续相当长一段时间。我们要更快地扩大规模。”马斯克还透露,“我们已经有了一个惊人的计划,可以使4680电池具有低成本和高能量密度。”

据autoevolution推测,马斯克的最后一句话,可能表明了4680电池将实现正极材料化学成分更加多样化。

按照正极化学材料的不同,当前锂离子电池有磷酸铁锂和镍钴锰三元锂两条主流技术路线。磷酸铁锂电池的安全性更高,能量密度偏低,成本低,最适合储能;三元电池的能量密度更高,但稳定性和耐用性也较差,通常用来满足电动汽车的长续航要求。目前,特斯拉生产的4680电池使用的是高镍三元正极材料。

从2021年开始,特斯拉的储能产品Megapacks所使用的电池转用了磷酸铁锂材料。因此,过渡到4680大圆柱形电池,考虑到材料的性能和更有利的成本,将极有可能采用磷酸铁锂材料。

在马斯克看来,全球可再生能源存储的需求正在飙升。他曾预计特斯拉Megapack储能业务未来的增长将超过汽车生产业务。而在各种电池形状中,圆柱形磷酸铁锂电池的制造成本最低,寿命最长。


不过,对于马斯克和特斯拉而言,2023年还不是4680电池的高光之年。

4680电池的产量尽管有了里程碑式的提高,大规模稳定生产还需要克服相当多技术难题。

以4680电池的无极耳技术为例,在以往,极耳是动力电池的最基本构造之一,是电芯内正负极集流体与首尾盖板连接的必要部件。而无极耳设计彻底省略了极耳这个部件,通过正负极集流体与盖板/壳体的直连,成倍增大了电流在传导时的面积,同时也在一定程度上缩短了电流传导的距离。


这种设计,通过优化电池结构件,不但简化了电池的生产工艺,降低了生产成本,同时也在一定程度上降低了电池内阻,电池发热显著降低,提高充放电峰值功率。但正如同所有最新技术一样,4680电池省略了极耳构造,却多了集流体黏附工艺,构成了生产的新挑战。

不仅如此,据autoevolution网站最新透露,4680电池最初承诺使用的、能够大幅度提高生产效率的电池电极干法涂布技术,至今也还没有成功实现。

“对4680电池团队而言,2023年的目标可能是为cyber电动卡车推出一款具有成本效益的电池。”马斯克说,“重点是提高零部件的质量,并尽可能地提高电池产量。如果实现了这些关键目标,我们将为2024年的‘4680’年做好准备。”

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