Įvadas
Tesla visada buvo elektromobilių (EV) pramonės priešakyje, garsėjanti naujovėmis ir naujų standartų nustatymu. Nuo elektromobilių iki raketų – Elono Musko vizija iškėlė Tesla į naujas aukštumas. Tačiau viena sritis, kurioje įmonė patyrė tam tikrų problemų, yra 4680 akumuliatoriaus gamyba. Šioje ataskaitoje WHET atidžiau apžvelgia 4680 bateriją, išsklaido jos potencialą, iššūkius, su kuriais susiduria Tesla, ir ką tai reiškia didelių cilindrinių baterijų ateičiai elektromobilių pasaulyje.
4680 akumuliatoriaus atsiradimas
2020 m. „Battery Day“ renginyje „Tesla“ pristatė 4680 bateriją kaip didelį šuolį į priekį baterijų technologijos srityje. Padidinusi cilindrinę bateriją nuo 21 mm skersmens ir 70 mm ilgio iki 46 mm ir 80 mm, „Tesla“ tikėjosi pagerinti energijos tankį ir sumažinti gamybos sąnaudas. Didesnis dydis leidžia sukaupti daugiau energijos kiekvienoje baterijoje ir sumažina tarpus tarp elementų, o tai padeda pagerinti erdvės efektyvumą ir bendrą energijos tankį.
Pagrindinės 4680 baterijos naujovės
Didesnis Dydis: Didesnis dydis reiškia didesnį energijos tankį ir geresnį erdvės efektyvumą.
Stalo dizainas: Šis unikalus dizainas sumažina vidinį pasipriešinimą, leidžia greičiau įkrauti ir iškrauti, taip pat geriau valdyti šilumą.
Silicio pagrindu pagamintas anodas: Silicio anodai turi didesnę teorinę talpą, o tai padeda padidinti energijos tankį, kartu išlaikant bateriją saugiai ir stabiliai.
Sauso elektrodo procesas: Šis naujas gamybos būdas supaprastina gamybą ir sumažina išlaidas 20%, įrangos sąnaudas sumažina 35% ir sutaupo 70% grindų ploto.
Kai „Tesla“ pirmą kartą pristatė 4680 bateriją, ji prognozavo 56 % mažesnius gamybos kaštus ir 16 % didesnį atstumą, palyginti su ankstesne 2170 baterija.
Gamybos iššūkiai
Nepaisant viso potencialo, 4680 baterijos masinė gamyba buvo sunki Tesla kelionė. Štai keletas pagrindinių kliūčių:
Sauso elektrodo procesas: Viena novatoriškiausių 4680 akumuliatoriaus savybių yra sauso elektrodo procesas, kuris supaprastina gamybą. Tačiau ant akumuliatoriaus plėvelių uždėti sausų elektrodų medžiagas buvo sudėtinga, nes buvo tokių problemų kaip silpnas sukibimas ir netolygus pasiskirstymas. „Tesla“ sukūrė PTFE rišiklį, kad tai ištaisytų, tačiau rezultatai dar nebuvo tobuli.
Gamybos išeiga: 2024 m. pradžioje Tesla gamybos išeiga Teksaso gamykloje yra 95 %, o tai yra mažesnė nei 2170 baterijų, kurios jau gaminamos masiškai, 99 % išeiga.
Išlaidų taupymas: Jei sauso elektrodo procesas neveikia taip, kaip planuota, numatomi 4680 akumuliatoriaus išlaidų pranašumai sumažėja.
Silicio anodai: Nors manoma, kad silicio pagrindu pagaminti anodai turi daug potencialo, jie nebuvo įdiegti masinės gamybos 4680 baterijose. Pirmosios kartos 4680 baterijose, išleidžiamose iš Tesla gamyklos Teksase, vis dar naudojami gryno grafito anodai, o tai reiškia, kad energijos tankis yra mažesnis nei iš pradžių tikėtasi.
Energijos tankis: Manoma, kad 4680 akumuliatoriaus teorinis energijos tankis yra 300 Wh/kg, tačiau tikrasis energijos tankis yra tik 244 Wh/kg. Palyginimui, LG 2170 baterijų, kurias Tesla naudoja savo Šanchajaus gamykloje, energijos tankis yra 252 Wh/kg.
Pramonės tendencijos ir perspektyvos
Nepaisant iššūkių, su kuriais Tesla susidūrė su 4680 baterija, didesnis cilindrinis akumuliatoriaus formatas pradeda populiarėti EV pramonėje. Tokios įmonės kaip „Panasonic“ ir „LG New Energy“ investuoja į 4680 baterijų gamybą, o „LG New Energy“ planuoja pradėti masinę gamybą Pietų Korėjoje iki 2023 m. rugpjūčio mėn.
Kinijoje tokios kompanijos kaip „Ningde Times New Energy“ ir „EVE Energy“ taip pat ruošiasi gaminti dideles cilindrines baterijas. „Ningde Times“ planuoja pagaminti 4695 BMW akumuliatorius, kurių bendras metinis pajėgumas sieks 40 GWh gamyklose Kinijoje ir Vokietijoje.
WHET perspektyva ir paslaugos
Būdama pramonės lyderė, WHET mato didelių cilindrinių baterijų potencialą ir yra gerai pasirengusi padėti klientams naršyti šioje kintančioje aplinkoje. Turėdami gilių žinių apie akumuliatorių technologijas, gamybos procesus ir rinkos tendencijas, siūlome pritaikytus sprendimus ir įžvalgas, padedančias klientams išlikti priešakyje.
Išvada
4680 akumuliatorius sukėlė daug triukšmo EV pramonėje, žadėdamas didesnį energijos tankį ir mažesnes sąnaudas. Tačiau kelias nuo koncepcijos iki masinės gamybos nebuvo lengvas, o „Tesla“ susidūrė su sunkiais iššūkiais. Nepaisant to, didelis cilindrinis baterijos formatas vis dar rodo daug žadančių, o keli gamintojai jau investuoja į jo ateitį. WHET esame pasiryžę informuoti savo klientus apie naujausias pramonės įžvalgas ir pasiūlyti sprendimus, kurių jiems reikia norint pasinaudoti šia įdomia tendencija.