鉅大LARGE | 點擊量:867次 | 2020年12月16日
特斯拉怎么樣新增動力鋰電池的電量?
近日,特斯拉100kWh車型通過了歐盟認證機構RDW的審核。這意味著S/X100D型號即將上市!它的理論射程將達到613公里(根據NEDC標準)。
根據歐盟的規定,所有在歐盟成員國銷售的車型都必須得到授權機構的認證。RDW是特斯拉委托的一家荷蘭公司,經認證可以在歐盟銷售。在本文中,我們將探討如何實現這100kWh。
埃隆馬斯克早些時候曾表示,特斯拉的電池壽命將以每年5%的速度上升。從那個時候的電池迭代,這個策略基本上結束了。除了60kWh作為入門級設備外,70kWh和85kWh均已升級至75kWh和90kWh。
很快,100kWh和120kWh電池將被添加到可選列表中。就目前而言,60kWh仍是特斯拉的一種促銷手段。真正的故事是70kWh和85kWh如何分別新增5kWh。
有一點是肯定的,那就是電池組的結構在加電的過程中是不會改變的。內部電池模塊的數量沒有變化。讓我們先快速瀏覽一下特斯拉電池組的內部。
60kWh內有14個電池組,每個電池組包含384個電池,共5376個電池。85kWh由16個電池組組成,每個電池組包含444個電池,共7102個電池。
后來,70kWh,實際上是一個75kWh的電池組,來自軟件束縛。剩余的5kWh(開始)作為一個可選的$3,000包供應給所有者。OTA軟件更新后,70D可以更改為75D
所以問題是,75kWh電池組是如何出現的?特斯拉的管理人員沒有就這一問題供應技術解釋。根據作者的判斷,75kWh實際上是一個85kWh的電池組,因為減少了2個電池組。在一個85千瓦時的電池中,每個電池組的容量為5.3千瓦時,因此14個這樣的電池組的容量為74.2千瓦時。
這是70kWh、75kWh和85kWh之間的連接。至于60kWh,它只是一個降低進入壁壘的裝置。那么90kWh是如何出現的呢?
從85度到90度,這是額外的5度。有多余的電池組嗎?在85千瓦時的電池組結構中,電池組不再可以堆疊。唯一的可能是一個新的細胞。當然,電池仍然是18650型,但是化學材料已經調整新增了能量密度。
在這個過程中,特斯拉在電池的石墨陽極上添加了少量的硅,提高了電池的能量密度。
在陽極中加入硅被認為是提高電池能量密度的一種方法。為了防止堆積太重的電池,特斯拉將不得不專注于開發高能量密度的電池。然而,關于三元鋰離子電池來說,通過硅來新增能量密度就不那么簡單了。
其基本原理是在石墨陽極中加入硅后,由于硅原子的結構比石墨能容納更多的鋰離子,從而增強了鋰離子在陽極中的吸收。在單次充放電循環中,鋰陽極越多,能量密度越高。
但是,硅吸收鋰離子后膨脹300%,遠遠大于石墨吸收鋰離子后7%的膨脹率。這種重復的體積修正導致固體電極變得軟,并短暫地崩潰。在這一點上,電池的周期壽命下降。
另一層是硅陽極,在充放電過程中,硅陽極的膨脹/彈性會破壞鋰離子電池電解液SEI膜的組成。這種膜是在鋰離子電池的初始循環過程中形成的。該陽極材料具有保護用途,可以防止材料結構的坍塌。
由于這些原因,使用硅作為陽極,雖然在能量密度上顯著提高,但也伴隨著副用途,最終導致電池壽命縮短。所以特斯拉的計劃是逐漸在石墨陽極上添加少量的硅,平衡能量密度和循環壽命。
眾所周知,特斯拉的18650電池是由松下公司生產的。隨著合作的深入,特斯拉也在研發新的圓柱形電池。當模型3投入生產時,新的21700電池將取代18650作為新的電池。
21700電池仍然是一個三元鋰離子電池與鋰鎳鈷鋁酸鹽(NCA)陰極。這種圓柱形三元電池是目前能量密度最高的動力鋰電池解決方法。與方形電池相比,這種電池雖然能量密度高,但穩定性差,因此要更好的BMS(電池處理系統)來支持。
特斯拉最初的跑車使用松下的NCR18650A電池,額定電壓3.6v,容量3.1ah。之前的85kWh電池組是NCR18650B,額定3.6v和3.1ah。
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