0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

4680电池拆解报告分享

锂电联盟会长 来源:锂电联盟会长 2023-02-22 10:32 次阅读

摘要

• 2020年特斯拉电池日发布4680电芯(直径46mm,高度80mm),包括松下、LG、三星、亿纬、宁德时代、比克等电池企业纷纷跟进。

• 4680有望成为特斯拉主力电芯,带动相关产业链发展。4680采用大圆柱+全极耳+干电极等全新技术,大幅提升了能量(5倍于2170电池)、功率(6倍于2170电池),降低了电池成本(14%于2170电池),优化了散热性能、生产效率、充电速度,能量密度、循环性能等。

• 全极耳大幅降低内阻、提升功率、安全性、快充性能,所需激光切割工序倍增:传统电池只有两个极耳,分别连接正极与负极,而4680电池实现了全极耳(直接从正极/负极上剪出极耳),从而大大增加了电流通路,并缩短了极耳间距,进而大幅降低内阻、提升倍率型。由于极耳数量远多于常规设计,所需激光切割工序倍增。

• 4680大圆柱与高镍的适配性更好,刺激高镍产业链发展。铁锂材料价格更低,安全性能更高,不断挤压三元材料市场份额。大圆柱电芯与高镍的适配性更好,特斯拉采用高镍NCM811正极材料,有助于提升高镍市场份额。

• 4680大圆柱与硅负极适配性更好:硅负极理论最大电池容量可达4200Wh/kg,远高于石墨的372Wh/kg,特斯拉第一代4680电芯未采用硅负极,预计是因为特斯拉首次涉足电芯领域,未采用非常激进的设计。

不同的4680设计存在差异性 • 特斯拉与国产4680电芯设计差异较大

• 特斯拉技术迭代周期很短,不同时期的4680电芯外观存在明显差异

• 第二代4680电芯负极盖板变化极大,可以清晰看见三道焊缝

圆柱焊接次数远高于方形电池

• 每个电芯至少需要正负极两次焊接,主流动力类普通方形电池 容量为100~200Ah,远高于4680电池的25~30Ah.

• 若4680电池渗透率提升,将带激光设备发展。

5c116220-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  

正极集流盘

• 第一代特斯拉4680正极集流盘:共计6个花瓣,每个花瓣3长2 短共5条焊缝

• 国产4680集流盘:点状焊接,无花瓣形状

• 集流盘与全极耳的焊接是难点

正极全极耳

• 全极耳:拆解后严重受损

5c4572b8-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  

第一代特斯拉4680电芯卷绕

• 黄色和绿色的是终止胶带

• 最外层包裹隔膜

国产4680电芯卷芯

•未发现终止胶带,外圈多包裹一层蓝色绝缘膜

• 蓝色绝缘膜内部再包裹一层隔膜

5c7efa2e-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  

第一代特斯拉4680正极绝缘片特写

• 正极绝缘片覆盖整个电芯截面积

• 点评:全极耳所有电流最终汇集到正极极柱,热量集中在正极 极柱位置,可能会影响快充性能

国产4680正极绝缘片特写

• 国产4680同样有绝缘片,但厚度明显低于特斯拉的设计

5ca2ab9a-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  

集流体材料边缘特写

• 正极铝箔边缘极耳清晰可见,且紧密排列

• 负极铝箔边缘极耳清晰可见,且紧密排列

• 如此密集的小极耳将显著增加生产工艺的控制难度

5cc4aa2e-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  

全极耳极片分析

• 卷芯中心为中空结构,造成卷芯最内侧并无极耳

• 卷芯最外侧小极耳与集流盘焊接难度增加,最外侧也无极耳

• 最内层和最外层的电流时先流向极片长度方向,然后再流向宽度方向

• 每个小极耳均需要2道激光切割

国产4680电芯负极国产4680负极在手套箱中(氩气环境)呈现金色

• 手套箱中呈现金色

• 在空气中逐渐变为黑色

5ce42c78-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png5cf8c3fe-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  

全极耳揉平是重要工序,国产和特斯拉差异性极大

5d27af48-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  

揉平:将卷芯的断面揉平整后再与极板焊接,

①通过超声波震动直接压平;

②通过旋转的揉平轮直接摩擦电池极耳平面。

难点:

①揉平速度过快时,极片外翻;

②揉平速度过慢时,生产效率低;

③揉平时产生金属屑较多,导致内部短路;

④活材料脱落等问题,

⑤极耳产生褶皱等

解决方案:

①在全极耳外套上揉平套,揉平头一边自转一边接近揉平套,由于揉平头不再直接接触全极耳,故能有效防止将去全极耳部分揉碎。

②超声波揉 平对电芯的端面进行超声波的预处理揉平,然后进行机械揉平。

③免揉平:在涂布之后再边缘空白处涂抹绝缘材料,绝缘材料与活性物质水平高度一致,使得卷绕后集流体形成完整平面;

特斯拉全极耳采用吹气方案

• 中心有极耳

• 最外层没有极耳

• 可能用吹气结构实现极耳弯折

特斯拉采用吹气结构制备全极耳 国内传利采用机械结构制备全极耳

5d4d629c-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  

圆柱电池生产流程

• 大致可以分为:外壳,正极绝缘片,正极集流盘,卷绕,负极集流盘,负极绝缘片,盖板

• 集流盘焊接后入壳、正极焊接,负极焊接,封口

5d9269f0-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  

第一代特斯拉4680能量信息

•电极尺寸:330*7.2cm

• 容量:26.136Ah

• 能量:96~99wh

• 重量:355g

• 能量密度:272~296wh/kg

5dd1f7b4-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  

第一代特斯拉4680负极使用干电极

• 正极:未使用干电极技术

• 负极:确认使用干电极技术

5ded8a60-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  

第一代特斯拉4680正极材料Ni含量

• 正极为高镍材料,镍含量约80%

• 不是NCMA材料或者Al含量极低

• 高镍材料的市占率持续降低,4680有助于刺激高镍材料发展

正极材料表征

5e287d14-b255-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

第一代特斯拉4680负极表征

• T通过能谱仪检测分析,确认特斯拉4680负极仅为碳,并未采用硅负极

• 松下21700使用了5~10%的硅

• 硅碳材料最大问题在于膨胀,与方形电池相比,圆柱电池对膨胀的耐受力更高。

第一代特斯拉4680负极表征

• 4680壳体厚度:500~600μm,2170壳体厚度:125~250μm

• 4680侧面壳体厚度0.635微米,预估质量58g,若使用0.2微米的壳体,质量为18g

• 电芯总重量为355g,故使用厚壳体增加11.2%的重量 。





审核编辑:刘清

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 圆柱电池
    +关注

    关注

    0

    文章

    176

    浏览量

    9824

原文标题:4680电池拆解报告

文章出处:【微信号:Recycle-Li-Battery,微信公众号:锂电联盟会长】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    特斯拉4680电池里程碑:亿颗电池下线与全球竞争格局新篇章

    2024年9月15日,特斯拉宣布了一个震撼业界的消息——其第1亿颗4680电池正式下线,标志着电动汽车行业在电池技术领域的又一重大突破。尤为引人注目的是,从第5000万颗到第1亿颗电池
    的头像 发表于 09-23 13:08 530次阅读

    特斯拉里程碑达成:第1亿颗4680电池震撼问世

    特斯拉的4680电池技术再次跨越重要里程碑,公司于9月15日欣然宣布,其第1亿颗创新性的4680电池已成功下线,这一成就标志着特斯拉在电池
    的头像 发表于 09-18 15:30 1185次阅读

    RFID技术赋能4680大圆柱电池生产溯源

    晨控智能在锂电行业数据采集领域起步早、已凝聚自主自研技术、丰富的经验等独特优势,成熟的4680电池杯托产品及解决方案服务已覆盖锂电行业TOP10的组件厂家和设备商。
    的头像 发表于 09-10 15:09 270次阅读
    RFID技术赋能<b class='flag-5'>4680</b>大圆柱<b class='flag-5'>电池</b>生产溯源

    LG新能源与三星SDI加速4680电池量产,特斯拉迎新动力源

    随着新能源汽车市场的持续升温,电池技术成为各大厂商竞相角逐的关键领域。近日,韩国两大电池巨头LG新能源与三星SDI在4680电池量产方面取得显著进展,计划年底前将这一高性能
    的头像 发表于 08-05 11:30 760次阅读

    LG新能源与三星SDI在推进4680电池量产方面取得显著进展

    8月1日最新消息,《韩国先驱报》透露,韩国两大电池巨头LG新能源与三星SDI在推进4680电池量产方面取得显著进展,且LG新能源有望抢先一步达成目标。
    的头像 发表于 08-02 16:13 667次阅读

    特斯拉4680电池产量环比增长50%,成本持续优化

    特斯拉公司于7月24日召开了第二季度财报会议,会上分享了关于其自研4680电池的最新进展。据特斯拉官方透露,第二季度4680电池的产量实现了环比50%的增长,这一显著提升不仅彰显了特斯
    的头像 发表于 07-24 16:15 1219次阅读

    特斯拉在推动4680电池技术上的决心与努力有目共睹

    近期关于特斯拉可能放弃自研4680电池及其技术路线的传闻,实则是对市场动态的误解。实际上,特斯拉在推动4680电池技术上的决心与努力有目共睹,这一创新不仅代表了动力
    的头像 发表于 07-05 15:28 1531次阅读

    特斯拉4680电池:挑战与希望并存的未来之路

    在新能源汽车领域,特斯拉始终以其创新技术和前瞻视野引领着行业的发展。然而,近期关于特斯拉可能因4680电池能量密度和充电性能不佳以及成本问题而考虑停产的传言,再次将这家全球领先的电动汽车制造商推上了舆论的风口浪尖。这一消息不仅引发了业界的广泛关注,也让消费者对特斯拉的未来
    的头像 发表于 07-03 14:28 1421次阅读

    特斯拉4680电池部门暂缓裁员,年底降本目标待实现

    博纳在此之前担任4680电池高级总监,主要负责电池制造工程。他将直接向马斯克汇报工作,并对电池材料部门进行监督。据悉,特斯拉电池材料部门已有
    的头像 发表于 05-11 11:31 341次阅读

    特斯拉预计今年年底4680电池自产将更具成本优势

    过去曾有多篇报道指出特斯拉4680电池项目面临诸多挑战,如产能爬升难度大、成本及性能问题等。近期,特斯拉发布2024年第一季度财报,同时更新了该项目最新进展。
    的头像 发表于 04-25 15:53 389次阅读

    Cybertruck的4680电池系统设计迭代

    最近有消息说cybertruck,年初给供应链的规划8-10万辆,随着4680电池不达预期,而21700的电池被磷酸铁锂替代,所以部分21700的模组设计也可以被装到Cybertruck上吗,目前规划又重新提高至10-15w辆,
    的头像 发表于 04-13 11:24 933次阅读
    Cybertruck的<b class='flag-5'>4680</b><b class='flag-5'>电池</b>系统设计迭代

    特斯拉4680锂离子电池的性能和特性

    电流对电池阻抗的影响,这种关系可能是由电荷转移反应的非线性行为驱动的,电池拆解分析显示这种效应在低SOC区域尤为显著。
    发表于 03-19 11:04 602次阅读

    特斯拉开始扩建内华达工厂,增加Semi和4680电池生产

    近日,有消息称特斯拉已经开始扩建其位于美国的内华达超级工厂。这一扩建计划的主要目的是提升特斯拉Semi和4680电池的生产能力。
    的头像 发表于 01-23 18:19 1187次阅读

    特斯拉扩大4680电池产能,从中国进口电池正极

    近日,特斯拉正积极扩大其4680电池的产能,并采取了一种新的采购策略,从中国进口电池正极材料。这一举措是为了满足其电动汽车对高性能电池的迫切需求,同时也反映了特斯拉在不断优化供应链和降
    的头像 发表于 01-22 17:36 1011次阅读

    特斯拉从中国采购正极极卷,以扩大4680电池产能

    自2023年下半年起,特斯拉开始从中国采购正极极卷,并将其运至美国得州工厂用于生产4680电池
    的头像 发表于 01-19 16:39 1211次阅读