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特斯拉电池日到底给我们带来了什么?

1年前浏览4582
作者 | 詹姆斯鱼
来源 | 才神SaaS (ID:CaishenSaaS)

特斯拉的“电池日”在美国持续严重的新冠疫情下隆重登场,尽管观众(股东们)只能坐在车里享受这场科技盛宴,但依然吸引了全世界科技界人士的目光。
当然,这其中也不乏小编这样的,看过这场科技盛宴之后,还进行认真反思的专业人士。
大家可能都有一个共同的疑问,特斯拉的这款"饼干盒”新电池,到底给电池或者是汽车行业带来怎样的冲击或者是挑战呢?
说实话,看完这场电池日活动之后,因为英语水平的原因,很多关键要素我并没有第一时间掌握,好在我录了像,有看了几遍之后,且反复研究在演讲中,特斯拉Show给我们的数据指标,我才发现这其中的秘密。
且听小编慢慢道来—— 

1  
无极耳=全极耳=Maxwell的超级电容技术
 

 
特斯拉首先公布的无极耳电池设计,因为之前就有听说过,所以没有太多的惊喜。但第一时间还是被下面这张图片震撼到。

后来才反应过来,这个技术其实不就是Maxwell的超级电容中的全极耳技术吗?我相信做超级电容行业的人都懂,这其实就是揉平工序,但特斯拉使用激光把”揉平”后的表面处理得这么好,确实有震撼到我。
我们知道,通常的电池都是如下图一样,是要出两个单极耳的。以前大家都是这么做电池的,可能也是因为没有太多大功率放电的需求(普通电池都是0.5c或者1c),所以这么做就无所谓了。
而超级电容行业就不一样了,它的逻辑恰恰和电池相反,它们是功率部件,要求必须大倍率放电,储能反而是次要的了。一般超级电容的充放电倍率都在100c左右,这就意味着电池的这种出极耳的方法不适用于超级电容器,因为超级电容的功率特性,意味着它的充放电电流极大,那么小的极耳一下就烧了,因此,超级电容多采用全极耳结构。
这就必须把电极顶端先揉平,再焊接集流体,最后焊接电极端盖。

在端盖上还要引出如上图这样的电极接头。
但特斯拉的新电池,不仅学习了超级电容揉平的全极耳技术,还把外壳当作了正极端子,把负极的集流体直接当成了负极端子,真正做到了“无极耳”

大家注意看电池的顶端,是不是一个平盖子。
其实,在特斯拉发布会的视频里,特别给大家Show了这个盖子的视频。

而后续的电池封装,应该也是使用了挤压的铆接工艺,这要比传统的焊接工艺更节约成本。

那么,大家可能会问了,使用的时候要怎么用呢?
对,这是个好问题,我想细心的朋友应该能够通过特斯拉展示的视频中发现它的答案。

这是后面特斯拉新电池化成工艺,可以清楚地看到,电池是被放到一个插槽里,这个结构可以被理解成未来新电池Pack的一个做法,用插拔来代替现有的焊接工艺(怎么解决震动问题还不清楚,只是猜测)。
不管怎样,特斯拉的这些技术,是省料又省钱,还为后续电池的大功率放电储备了通道(极耳、电极端子和Pack),对于Plaid Model S跑车、Cybertruck、Semi等大功率车辆的快速充放电预留了通道。话说,特斯拉称这款电池要率先应用到Plaid Model S跑车上,且明年量产,也现场开启了约定,那就是说这款电池的大功率性能应该过关了。

我们有理由相信,特斯拉这项无极耳技术的商业化应该就在眼前了,这应该也是得益于特斯拉收购了这个“伟大的Maxwell”公司超级电容技术做出的贡献吧!

2  
Maxwell的那个变态“干法电极”技术
 

 

第二个亮点,还是这个特斯拉收购的Maxwell变态”干法电极“技术。

之所以说它变态,是因为地球上几乎所有的公司,不论是做电池的,还是做超级电容的,都是用水或者溶剂(NCM)做搅拌的,可偏偏这个变态的Maxwell不用这些东西,干压呀!

我们先来好好看看昨天发布会上关于这个变态干法的内容讲解。小编可是一字不拉,认认真真翻译的,不关注不厚道啊!



正如视频中提到的那样,这个NCM溶剂是剧毒的,所以它的回收过程也会很麻烦(国外的环保要求更高)。而且,干法的涂布过程省去了那个麻烦的,没法自动化的干燥过程(这就是为什么那么牛的自动化产线,还必须要放一个操作工人)。

正如马斯克所说,这个干法技术距离大规模量产还是有一点距离,但为了那两个”十分之一“的巨大诱惑,这个技术也值得突破。

那么,问题来了,这么牛X的技术,以后要是美国人卡我们脖子怎么办?国内难道没有人有这个技术吗?

经过小编一顿辛勤的劳动,我发现这个技术还真不是美国人独有的,国内居然也有公司有这个技术。

比如,烯晶碳能、宁波中车、深科技、力神,还有我之前提过的力容新能源

经过筛查发现,深科技和力神原来是Maxwell在中国的代工厂。他们只是负责加工超级电容,而核心的极片是Maxwell供应,所以他们不掌握干法的电极制备技术。

宁波中车是中车旗下的一家子公司,依托中车的大功率超级电容需求,其湿法超级电容已经具备了一定的市场,尽管其干法早在2016年便申报了专利,但据行内人士介绍,其干法技术还比较原始,距离Maxwell的干法技术成熟度还差得很远。

至于烯晶碳能,成立于2010年,注册资本2067万。2015年才开始向客户交付产品,也就是潜伏了5年。公开资料显示,这家公司2017年接受了上市公司思源电气的入股(3000万,占股10%),也就是估值3亿。

说实话,对于一个发展了7年的做干法的超级电容公司来说,思源电气的入股解决不了这个公司在干法电极技术开发上的巨大投入。可以查到,公司股东的股权频繁质押以获得资金投入研发。因为有思源电气的入股,可以看到2017年的营收已经过亿,550万。至于他们的干法是不是可以用于电池的生产,我们就不得而知了。

另外一家就是之前提到的力容新能源。信息显示,这家公司成立于2016年。注册资本3.4亿,据称其有两项PCT世界专利(压膜活化干法电极技术和预嵌锂技术),公司创始人就是Maxwell干电极当初的发明人Linda Zhong。这个可以从推特上查到蛛丝马迹(之前文章中贴过)。

据说,今年年初,他们拿了一亿元的A轮融资,发展势头不错,还和某个大厂开发了干法的电池极片。

凭心而论,这家公司的技术应该是最接近特斯拉的,毕竟他们的董事长就是干电极的原创人啊!

总之,以上这些公司都会成为这波特斯拉新电池的受益者,也许可以帮助我国的电池行业和汽车行业避免出现”卡脖子“的尬尴。


3  
特斯拉新电池的容量到底是多少?  

 

我相信绝大多数人都会对昨天特斯拉公司的新电池的能量密度很含糊。

马斯克说好的400Wh/kg的电池在哪里?是这款电池吗?

我们来仔细研究一下。先看会议上的两张图片。

图片上是 ENERGY 5x,RANGE +16%,POWER 6x。

很多人解释为能量密度是上一代电池的5倍(上一代应该是指2170)。这完全是错误的理解,上一代电池的能力密度约在250Wh/kg,五倍就是1000Wh/kg,那还了得,显然是不对的。

人家写的是Energy,是容量的意思,不是Density。所以,这个5倍2170容量(约93Wh),那么这个新电池的容量就是93*5Wh。

可问题是,这个新电池的体积也变大了呀,虽然我们不知道他们之间重量的差异,但是我们可以通过体积的变化,推测出他们重量的差异。

2170的体积=10.5*10.5*3.14*70=24232.95立方毫米

4680的体积=23*23*3.14*80=132884.8立方毫米

经过计算可知,4680的体积是2170的5.5倍。什么意思,这说明如果两个电池使用的是同样材料的话,新电池4680的能量密度比2170略低。

但他们说Range(续航里程)多了16%,啥意思呢?

应该是说新电池的能量密度比2170高,这表明,新电池的重量轻(同等体积情况下),而且新电池使用的材料有变化,比之前的2170单位体积的重量轻了。

不知道我说明白了没有,是不是有点绕??

那么为什么会轻呢?

极耳机构的改进肯定是其中原因之一,还有就是电池中最重的电极材料。

来源:锂想生活
Maxwell汽车新能源焊接材料储能工厂
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首次发布时间:2023-09-19
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堃博士
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