特斯拉4680電芯結(jié)構(gòu)

　　電動汽車的標(biāo)準(zhǔn)電池是大型袋式電池，不僅占用大量存儲空間，而且還會減輕車輛重量。為了獲得更長的行程，電池存儲被堆疊起來，這增加了重量、成本和復(fù)雜的設(shè)計，工程師必須圍繞這些設(shè)計構(gòu)建傳感器和其他組件。今年5月，特斯拉的圓柱形無鈷電池設(shè)計獲得批準(zhǔn)。

　　特斯拉的新電池設(shè)計有幾個優(yōu)點。其中之一是圓柱形結(jié)構(gòu)的改變，這為鋰離子從陰極到陽極的移動創(chuàng)造了更短的路徑。代特斯拉電池設(shè)計采用袋式架構(gòu)，為離子穿過并逃逸到陰極和陽極端子時創(chuàng)造了很大的區(qū)域，導(dǎo)致能量在兩端形成瓶頸，從而增加了熱量和內(nèi)阻。

　　優(yōu)雅的設(shè)計允許簡單的電子流主動通過，而不會導(dǎo)致熱量增加。

　　4680電池的陽極采用原始冶金硅，與工業(yè)使用的硅不同，當(dāng)能量通過時，材料的結(jié)構(gòu)不會破裂。由于陽極是原硅，特斯拉能夠穩(wěn)定材料的表面，并能夠通過彈性離子涂層聚合物涂層形成強大的設(shè)計網(wǎng)絡(luò)。

　　電池的陰極端子需要具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，以防止鋰離子通過，這就是大多數(shù)電動汽車電池使用鈷和鎳的原因。鈷之所以如此突出，是因為它能夠在鋰離子的高傳輸過程中保持其結(jié)構(gòu)。特斯拉計劃推出無鈷電池，4680采用鎳錳結(jié)構(gòu)，使電動汽車的續(xù)航里程增加16%。

　　能量密度提高了 5 倍，功率提高了 6 倍，這一切都?xì)w功于 4680 電池的新重疊形狀。圖片由特斯拉提供。

　　獲得的Tabless電極是4680電池產(chǎn)量的另一個優(yōu)勢。熱耗散和內(nèi)阻是特斯拉之前的電池型號 2170 的缺陷。下一代電池解決的一個問題是整個材料中存在大量電極片。

　　2170 的結(jié)構(gòu)是一塊尺寸為 21 毫米 x 70 毫米的平板銅片，電子流過的足跡很大，但必須使用標(biāo)簽來走走停停，這些標(biāo)簽基本上會積聚熱量并增加電阻。這會導(dǎo)致更高的功率損耗，并且需要在一輛車中安裝更多電池。4680的圓柱形結(jié)構(gòu)不含接片，避免了散熱和內(nèi)阻的增加。