4680革了电池的命?松下为何优先供特斯拉( 二 )


  虽然4680整体材料和结构未变,但由于采用了无极耳设计,取消了传统的极耳结构,将作为集流体的铜箔延展出来作为极耳,这也是为什么4680的无极耳设计,也可以称之为全极耳的原因 。

4680革了电池的命?松下为何优先供特斯拉

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  无极耳带来的好处也显而易见,此前需要单独焊接极耳,用于电能流经,如今取消极耳设计,将电芯整个侧面当做极耳,电能传送更加顺畅,传送路径缩短,减少内阻,降低极耳处的电流密度和发热量,(全极耳)也就能够承受更大的电流 。也正是因为极耳尺寸更大,散热更加均匀,间接提升了4680电芯的充放电性能 。
  做个跟简单的例子,我们驾驶车辆在高速上行驶,此时无论是双向6车道,还是双向8车道,所有车辆行驶在各自的道路上,道路自然顺畅无比 。但当通过隧道时,由于建设隧道难度复杂,且工程量巨大,少数隧道内部仅为双向4车道设计,所有车辆途径此处时,自然要放缓车速,并安全变道至通行车道,出现拥堵也就不用奇怪了 。
  4680的无极耳或者说全极耳设计,厉害之处便是增加隧道内车道,保持隧道内道路与隧道外道路相同,电流通过时效率高且快,发热和性能自然更加优秀 。
【4680革了电池的命?松下为何优先供特斯拉】
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  而在容量上,则更好理解,由于单体电芯尺寸更大,内部存储的容量自然也就更大 。4680单体电芯容量为9000mAh,此前的2170则仅有5000mAh能量的提升自然更加明显 。以特斯拉畅销Model 3举例,目前M3 P使用的2170电芯,装满整个电池组需要4416枚,电池容量在78.3kWh左右 。这4千多枚电芯密密麻麻的装入电池组内,电芯体积小导致空隙更小,且每个电芯装配需要的时间和材料也就更多 。
  相比之下,装满M3 P的电池组则仅需960枚4680电芯,换算一下总容量可以达到130kWh,提升75% 。此外由于4680单体电芯体积更大,封装材料数量减少,用于包装电芯外壳成本减少,重量也会随之降低 。同时,电芯体积大带来的另一个好处是,电芯之间空隙变大,更容易布置散热装置 。无极耳设计使得充放电和峰值性能出众,发热均匀且热量更容易被疏散,电池组效率更高,性能衰减也会更慢 。
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  在电池控制系统的管理上,成本也会随之降低 。继续以Model 3P为例,4千多枚2170电芯需要封装为“Bank”和“brick”,多枚电芯会封装为一个“brick”,多个“brick”由一个“Bank”控制,每个“Bank”需要装入自己的控制模块,这些微型计算器都是成本 。若采用4680电芯则更加简单,由于电芯体积和容量大,电芯数量减少,只需要一个控制模块即可统一管理,控制更加简单高效 。
  从这些数据来看,4680相较于2170和1865的升级改良版,各项数据确实比较优秀 。同时,与比亚迪的刀片电池相比,高镍三元4680确实在能量密度、充放电效率、冬季续航表现上,优于磷酸铁锂 。就目前而言,4680的综合优势还是比较优秀的 。
  从材料成本上来看,随着高镍三元的装机量逐步提升,采购和制造工艺进一步精进,磷酸铁锂的低价优势在未来的几年中也会被逐渐抹平 。但从未来发展方向来看,这两种电池都会被市场青睐 。磷酸铁锂在民用终端凭借高性价比备受青睐,高镍三元/四元则会继续在高端汽车市场中发挥优势 。