愛伊米

特斯拉4680早期電芯拆解

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Munro Live宣佈將對特斯拉4680圓柱電池的德克薩斯製造(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。

特斯拉4680早期電芯拆解

▲表1。拆解資訊表

Part 1

拆解和測試

● 特斯拉的4680外殼是否帶電

在之前的寫法裡面,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,可以讓電池系統體積利用率儘可能的提高。”但是隨著結構來看,是不對的。

特斯拉4680早期電芯拆解

▲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,從中心注液後密封,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。

特斯拉4680早期電芯拆解

▲圖2。4680的負極電芯拆解情況

負極蓋板內側是具有凹槽,與節流盤彈性連線件接觸,然後透過一個絕緣環套著,如下圖所示。

特斯拉4680早期電芯拆解

▲圖3。4680底部絕緣環

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,在拆解以後全極耳受損嚴重。

特斯拉4680早期電芯拆解

▲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鐳射焊時候的公差補償)

特斯拉4680早期電芯拆解

▲圖5。正極的集流體形狀

兩個集流盤的差異為:

正極集流盤:

花瓣與邊緣連線,厚度400um。

負極集流盤:

花瓣與中心連線,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。

特斯拉4680早期電芯拆解

▲圖6。正負集流體

這裡我們也看到問題了,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彙集到正極極柱,熱量集中在正極極柱位置,所以這個估計也是後續要頂部散熱(透過外部Busbar)的最主要原因。

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▲圖7。4680電池的頂部結構

然後把4680的殼體進行測量,壁厚635微米,圓柱側面預估質量為58。2g。

特斯拉4680早期電芯拆解

▲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,正極塗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。

特斯拉4680早期電芯拆解

▲圖9。正極塗布的特點

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。

特斯拉4680早期電芯拆解

▲圖10。電芯的隔膜結構

在這裡,我們看到千葉也總結了:

● 在拆解影片中,沒有披露我們感興趣的基本資訊未披露,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。

● 在內部沒有看到洩壓閥,如何能保證電芯往下Venting,這裡需要用實物測試下。

● 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,這使全極耳優勢無法發揮。

● 從外表來看,正極極柱尺寸似乎太小,阻抗是否能滿足要求,取決於特斯拉的計算,這裡很懷疑是否能夠滿足將來Super Charging V4散熱及內阻要求。

小結:現在電新組的研究比較紮實,黃老大配合千葉,真是一對紮實的二級組合。整體的分析和整理工作都是千葉做的,我在這裡做了一點散發工作,希望我們的努力對各位讀者有幫助。