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拆解特斯拉4680圆柱电池电芯

2022-07-05 汽车电子设计 阅读:
Munro Live宣布将对特斯拉4680圆柱电池的德克萨斯制造(MIT)特斯拉Model Y进行拆解和分析,这是非常期待的。网上已经有极客做了拆解,7月4号千叶第一时间写了《特斯拉4680电芯拆解报告》,我就着他的分析做一些解读,希望大家能看懂一些。
Munro Live宣布将对特斯拉4680圆柱电池的德克萨斯制造(MIT)特斯拉Model Y进行拆解和分析,这是非常期待的。网上已经有极客做了拆解,7月4号千叶第一时间写了《特斯拉4680电芯拆解报告》,我就着他的分析做一些解读,希望大家能看懂一些。

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▲表1.拆解信息表UZqednc

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Part 1UZqednc

拆解和测试UZqednc

● 特斯拉的4680外壳是否带电UZqednc

在之前的写法里面,有一句猜测,“4680电芯的钢壳是不带电的,因此不需要再额外的增加绝缘材料,可以让电池系统体积利用率尽可能的提高。”但是随着结构来看,是不对的。UZqednc

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▲图1.测试电芯电压测量UZqednc

● 负极集流盘与盖板UZqednc

如下图所示,负极集流盘是具有弹性元器件,而负极盖板是电芯四周一圈白色的绝缘材料,中间突出块密封钉,从中心注液后密封,材质应该是铜质密封钉。在特写照片中,电芯的白色绝缘圈清晰可见,在新版的中心注液孔密封材质变化了,对比电池日变更为铜。 UZqednc

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▲图2.4680的负极电芯拆解情况UZqednc

负极盖板内侧是具有凹槽,与节流盘弹性连接件接触,然后通过一个绝缘环套着,如下图所示。UZqednc

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▲图3.4680底部绝缘环UZqednc

负极集流盘设计很有特点,共计6个花瓣,每个花瓣3长2短共5条焊缝,在拆解以后全极耳受损严重。UZqednc

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▲图4.4680的负极集流盘设计考虑UZqednc

正极集流盘和负极相似,也是6个花瓣,每个花瓣3长2短共5条焊缝。UZqednc

(请教了锂解的飞驰同学,更新一下:花瓣的设计主要是为了激光焊时候的公差补偿)UZqednc

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图5.正极的集流体形状UZqednc

两个集流盘的差异为:UZqednc

 正极集流盘:花瓣与边缘连接,厚度400um。UZqednc

 负极集流盘:花瓣与中心连接,厚度260um。UZqednc

两个不同材质的材料估计做了一些阻抗的匹配计算。UZqednc

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▲图6.正负集流体UZqednc

这里我们也看到问题了,考虑绝缘的设计,正极绝缘片覆盖整个电芯截面积,因此全极耳所有电流最终汇集到正极极柱,热量集中在正极极柱位置,所以这个估计也是后续要顶部散热(通过外部Busbar)的最主要原因。UZqednc

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▲图7.4680电池的顶部结构UZqednc

然后把4680的壳体进行测量,壁厚635微米,圆柱侧面预估质量为58.2g。UZqednc

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▲图8.计算过程UZqednc

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Part 2UZqednc

卷芯UZqednc

4680的卷芯上面使用了,黄色和绿色两种终止胶带。从设计来看,正极涂布与铝箔边缘存在安全间隙,正极铝箔边缘极耳清晰可见,且紧密排列。UZqednc

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▲图9.正极涂布的特点UZqednc

 卷绕最外层:隔膜长一圈包裹整个卷绕。UZqednc

 卷绕最内层:卷绕最内层隔膜形成卷芯。UZqednc

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▲图10.电芯的隔膜结构UZqednc

在这里,我们看到千叶也总结了:UZqednc

 在拆解视频中,没有披露我们感兴趣的基本信息未披露,容量,电压,质量,能量密度。UZqednc

 而用基本的万用表测试, OCV测试异常,这个电压太小了。UZqednc

 在内部没有看到泄压阀,如何能保证电芯往下Venting,这里需要用实物测试下。

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 在顶部的正极绝缘片会降低传热效率,目前来看老的设计中,为了绝缘,所有的电流路径都集中在正极极柱,这使全极耳优势无法发挥。UZqednc

 从外表来看,正极极柱尺寸似乎太小,阻抗是否能满足要求,取决于特斯拉的计算,这里很怀疑是否能够满足将来Super Charging V4散热及内阻要求。UZqednc

小结:现在电新组的研究比较扎实,黄老大配合千叶,真是一对扎实的二级组合。整体的分析和整理工作都是千叶做的,我在这里做了一点散发工作,希望我们的努力对各位读者有帮助。UZqednc

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责编:Admin
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