特斯拉为什么用4680代替2170?
4680电池是一种圆柱形锂电池,它是由特斯拉为商业电动汽车(Model Y)设计。4680电池的体积是2170锂电池的5.7倍,4680电池的最大优势在于它可以使用更少的原材料来生产更多的电池能量容量。因此,随着大规模生产的逐步扩展,总电池成本可能减少到2170电池的一半。在美版特斯拉Model Y中,2170的电芯数量约为4000个,而使用4680尺寸代替后,电池数量仅仅需要828个。
1.特斯拉4680电池与2170电池的区别
尺寸 如下面的图片所示,4680电池的直径为46毫米,高度为80毫米,而2170电池的直径为21毫米,高度为70毫米。
容量 4680电池的容量为26000mAh,而2170电池的容量只有4800mAh,这意味着4680电池的容量通常比2170电池大得多。充放电速率 4680电池的正极和负极使用全极耳,这意味着全极耳将大大增加电流路径,并使电子在电池内部更容易移动。4680电池的内阻仅为2170电池的五分之一。因此,4680电池的充电速度预计比2170电池更快。根据实际测试报告,使用400V 4680电池系统只需20分钟即可充电到60%。未来如果4680电池采用800V电压系统,充电速度将更快。内部负极 众所周知,2170电池使用石墨作为负极,而最新的4680电池使用基于硅的石墨作为负极。因此,4680电池的能量密度比2170电池更高。
2.特斯拉4680电池的优势
更快的充电速度 由于采用全极耳结构,使用400V 4680电池系统只需20分钟即可充电到60%。未来如果4680电池采用800V电压系统,充电速度将更快。当然,这个是相对比较早的版本,毕竟国内目前对电池包充电速度的最低要求,也要在0-80%SOC区间15分钟以内。
节省成本 由于4680电池的机械强度更高,它更适合CTC(电池到车身)技术。如下面的图片所示,特斯拉已经在4680电池组上取消了电池盖,提高了空间利用率。在制造成本方面,马斯克表示,采用CTC+集成压铸技术后,可减少370个部件,车身重量可减少10%,每千瓦时的电池成本可降低7%。
更长的续航距离 正如上文所述,由于采用CTC技术,车身重量约减轻了10%,这意味着在消耗相同电量时,车辆的续航时间会更长。
3.为什么特斯拉将电池从2170更换为4680?
由于4680电池具有高容量和快速充电的优势,特斯拉正在用4680电池替换2170电池。显然,4680电池在能量密度、快速充电速度、续航里程和组装方式方面具有更大的潜力。
此外,4680电池主要还是对pack层级产生巨大影响,底盘压铸的结构与2170大为不同,更像是浴缸一样的大凹槽;2)填充材料也换成聚氨酯膨胀塑料;3)更大的电池,更少的焊接节点,更快装配效率,CTC技术也大大降低了成本,这也是特斯拉将4680电池替换2170电池的主要原因。
