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围绕特斯拉的电池,国内Model 3再再再降价,这只瓜国庆假期没少吃吧,有人说是割韭菜,也有人说成本下降直接反应到车价上,更有车主主动站台,不后悔订了降价前的版本,总之众说纷纭,反正特拉斯一向不理会,集中精力搞它自己生产的干电池,而看完他们新发布的电池技术,又不能不对它又爱又恨。
早前曾传出消息,特拉斯准备发布一款电池,最大亮点在于不再使用贵价金属-钴,但今天回过头来看,弃用钴只是冰山一角,无论电池的充电、散热、能量密度甚至制造工艺,几乎都称得上革命!
电池有两大亮点,首先是无极耳。有看过之前拆解1865电池视频的朋友都清楚,正极连接壳体有条导线,那就是他们称的极耳。一般而言,电流沿电极长度移动,移动的距离与极耳位置有关,无极耳工艺提供了另一种电流流动的方式,使得电流移动的最大距离变成电极的高度不是长度,往往电极的高度是长度的5%-20%左右,正因如此,无极耳的工艺令内阻减少了5-20倍!
内阻减少后电池的发热量也降低,而对于传统电池的散热而言,极耳与电池端盖往往只有很小的接触面积,而无极耳电池却通过导电涂层与端盖完全接触,作个不太恰当的比喻,电脑使用风扇散热还是水冷散热一样,完全两个时代的产物,而当电池散热好了,充放电的寿命也长了。
那么干电池又怎么说?干电池与传统电池的差别主要在制造工艺上,以往传统的锂电池把拥有粘合成分的溶剂NMP跟正负极粉末混合后,涂上电极继电体上,而这些正是电池的主要污染物。至于干电池就不再使用溶剂,只是将很少粉末状PTFE粘合剂和正极粉末融合,然后通过挤压机形成非常薄的材料带,最后将材料带压倒金属集电体上形成电极,如此一来,压实密度比传统电池高,即使放弃贵价金属钴,以镍作为主导材料的兼容性高,这正是马斯克毅然放弃钴的原因。
这只是正极变革,要达到前文提及的效率提升,负极的创新更有看头。主流的锂电池,负极大多用石墨制造,但是与硅相比,后者能存储的锂离子是前者的9倍,也就是说,如果用硅来做负极,锂电池的能量密度将大大提升。
既然这个是行业中都知道的事情,为何只有特斯拉做得出来?原因在于,在反复充放电的情况下,硅作为负极的结构会变得松散,电解质膜变厚,简单来说就是电池容量衰减,最后报废。而马斯克通过弹性离子导电聚合物涂层技术、高弹性材料等方法,让它稳定下来,说成白话就是通过特殊材料,在微观世界里面,用一张网将硅固定住,经过反复充放电,结构依然牢固。
当然,硅作为负极的好处大家都知道,市场上也有不少成功的例子,不过他们都有一个弱点——贵,以氧化硅的形式做负极,成本是6.6美元/kWh;换成硅石墨,成本是10.2美元/kWh;纳米硅更贵,成本超过100美元/kWh,而特斯拉的新型负极才要1.2美元/kWh!
总体来说,这次特斯拉发布的这款电池可谓惊天地,不止能量密度高、放电量大(适合高性能车),最厉害的还是成本不升反降,此外,围绕电池的还有将电池包整合到车身的技术,电池厂的巧妙设计,把这些统统加起来,车辆的续航里程提升了54%,电池包成本下降了56%,产线投资成本降低了69%,难道这还称不上革命?