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特斯拉4680电池拆解信息更新20221130

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根据The Limit Factor发布的特斯拉4680电池拆解分析视频,特斯拉的4680电池与特斯拉Model Y使用的2170电池相比具有更低的能量密度和使用了含钴量更高的正极。

4680电池充放电测试表明,电池放电容量为23.35Ah,平均放电电压为3.7V,电池的放电能量为86.5Wh,能量密度更低,只有244Wh/kg。与其他21700电池相比,性能对比如下:

本人之前从拆解视频简单汇总了电池信息,并预估容量为23.76Ah,计算能量密度为247Wh/kg。详细信息如下:

4680 型圆柱锂离子电池(直径46mm,高 80mm,重 355 克);
钢壳厚度600μm;
电池集流体无极耳设计;
正极集流盘厚度200μm,负极集流盘厚度400μm;
负极: 石墨 (无硅),干电池电极技术;
负极宽度74mm(推测);
负极双面面容量11mAh/cm^2;
假设N/P=1.1,正极面容量10mAh/cm^2;
正极:NCM 811 (81.6% 镍);
正极极片宽度72mm,长约3300mm;
正极总涂布面积3300mm*72mm=237600mm^2;
预估总容量:2376cm^2*10mAh/cm^2=23.76 Ah;
预估总能量:23.76 Ah*3.7-3.8 V=88-90 Wh (假设电压为 3.7-3.8 V);
预估能量密度:88-90 Wh/355g=247-254 Wh/kg。

当时其他的计算分析根据负极面容量推测2376cm^2*11mAh/cm^2=26.136Ah
预估总能量:26.136 Ah*3.7-3.8 V=96-99 Wh (假设电压为 3.7-3.8 V)
预估能量密度:96-99  Wh/355g=272-296 Wh/kg。

4680电池能量密度比21700更低的原因主要包括:

(1)21700电池正极采用NCA材料,原子比Ni:Co:Al=1:0.06:0.05≈0.9:0.5:0.5,即高镍NCA材料。而4680电池的正极使用了NCM811 材料,EDS能谱分析材料中镍含量为 81.6%,由此推测正极使用了NCM 811 而不是 NCA,镍含量更低,比容量更低。

(2)21700电池能谱分析表明,负极材料中硅颗粒的含量约为3.5wt%。,而4680电池的负极材料中没有硅,就是石墨,负极比容量更低。

(3)21700电池钢壳厚度为0.3mm,而4680电池的钢壳厚度0.6mm。更厚的壳体导致内部空间更少,减少了卷芯的体积,而且厚钢壳增加了零部件的质量。

随着4680电池生产工艺的成熟和设计不断更新,采用更高比容量的正负极材料、更薄的钢壳,预计能量密度肯定能够不断提升。

来源:锂想生活
材料
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首次发布时间:2023-09-21
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