Munro Live宣布將對特斯拉4680圓柱電池的德克薩斯制造(MIT)特斯拉Model Y進行拆解和分析,這是非常期待的。網上已經有極客做了拆解,7月4號千葉第一時間寫了《特斯拉4680電芯拆解報告》,我就著他的分析做一些解讀,希望大家能看懂一些。
▲表1.拆解信息表
Part 1、拆解和測試
● 特斯拉的4680外殼是否帶電
在之前的寫法里面,有一句猜測,“4680電芯的鋼殼是不帶電的,因此不需要再額外的增加絕緣材料,可以讓電池系統(tǒng)體積利用率盡可能的提高。”但是隨著結構來看,是不對的。
▲圖1.測試電芯電壓測量
● 負極集流盤與蓋板
如下圖所示,負極集流盤是具有彈性元器件,而負極蓋板是電芯四周一圈白色的絕緣材料,中間突出塊密封釘,從中心注液后密封,材質應該是銅質密封釘。在特寫照片中,電芯的白色絕緣圈清晰可見,在新版的中心注液孔密封材質變化了,對比電池日變更為銅。
▲圖2.4680的負極電芯拆解情況
負極蓋板內側是具有凹槽,與節(jié)流盤彈性連接件接觸,然后通過一個絕緣環(huán)套著,如下圖所示。
▲圖3.4680底部絕緣環(huán)
負極集流盤設計很有特點,共計6個花瓣,每個花瓣3長2短共5條焊縫,在拆解以后全極耳受損嚴重。
▲圖4.4680的負極集流盤設計考慮
正極集流盤和負極相似,也是6個花瓣,每個花瓣3長2短共5條焊縫。(請教了鋰解的飛馳同學,更新一下:花瓣的設計主要是為了激光焊時候的公差補償)
▲圖5.正極的集流體形狀
兩個集流盤的差異為:
● 正極集流盤:花瓣與邊緣連接,厚度400um。
● 負極集流盤:花瓣與中心連接,厚度260um。
兩個不同材質的材料估計做了一些阻抗的匹配計算。
▲圖6.正負集流體
這里我們也看到問題了,考慮絕緣的設計,正極絕緣片覆蓋整個電芯截面積,因此全極耳所有電流最終匯集到正極極柱,熱量集中在正極極柱位置,所以這個估計也是后續(xù)要頂部散熱(通過外部Busbar)的最主要原因。
▲圖7.4680電池的頂部結構
然后把4680的殼體進行測量,壁厚635微米,圓柱側面預估質量為58.2g。
▲圖8.計算過程
Part 2、卷芯
4680的卷芯上面使用了,黃色和綠色兩種終止膠帶。從設計來看,正極涂布與鋁箔邊緣存在安全間隙,正極鋁箔邊緣極耳清晰可見,且緊密排列。
▲圖9.正極涂布的特點
● 卷繞最外層:隔膜長一圈包裹整個卷繞。
● 卷繞最內層:卷繞最內層隔膜形成卷芯。
▲圖10.電芯的隔膜結構
在這里,我們看到千葉也總結了:
● 在拆解視頻中,沒有披露我們感興趣的基本信息未披露,容量,電壓,質量,能量密度。
● 而用基本的萬用表測試, OCV測試異常,這個電壓太小了。
● 在內部沒有看到泄壓閥,如何能保證電芯往下Venting,這里需要用實物測試下。
● 在頂部的正極絕緣片會降低傳熱效率,目前來看老的設計中,為了絕緣,所有的電流路徑都集中在正極極柱,這使全極耳優(yōu)勢無法發(fā)揮。
● 從外表來看,正極極柱尺寸似乎太小,阻抗是否能滿足要求,取決于特斯拉的計算,這里很懷疑是否能夠滿足將來Super Charging V4散熱及內阻要求。
小結:
現(xiàn)在電新組的研究比較扎實,黃老大配合千葉,真是一對扎實的二級組合。整體的分析和整理工作都是千葉做的,我在這里做了一點散發(fā)工作,希望我們的努力對各位讀者有幫助。