特斯拉怎么样新增动力锂电池的电量?

2020-12-16      876 次浏览

近日,特斯拉100kWh车型通过了欧盟认证机构RDW的审核。这意味着S/X100D型号即将上市!它的理论射程将达到613公里(根据NEDC标准)。


根据欧盟的规定,所有在欧盟成员国销售的车型都必须得到授权机构的认证。RDW是特斯拉委托的一家荷兰公司,经认证可以在欧盟销售。在本文中,我们将探讨如何实现这100kWh。


埃隆马斯克早些时候曾表示,特斯拉的电池寿命将以每年5%的速度上升。从那个时候的电池迭代,这个策略基本上结束了。除了60kWh作为入门级设备外,70kWh和85kWh均已升级至75kWh和90kWh。


很快,100kWh和120kWh电池将被添加到可选列表中。就目前而言,60kWh仍是特斯拉的一种促销手段。真正的故事是70kWh和85kWh如何分别新增5kWh。


有一点是肯定的,那就是电池组的结构在加电的过程中是不会改变的。内部电池模块的数量没有变化。让我们先快速浏览一下特斯拉电池组的内部。


60kWh内有14个电池组,每个电池组包含384个电池,共5376个电池。85kWh由16个电池组组成,每个电池组包含444个电池,共7102个电池。


后来,70kWh,实际上是一个75kWh的电池组,来自软件束缚。剩余的5kWh(开始)作为一个可选的$3,000包供应给所有者。OTA软件更新后,70D可以更改为75D


所以问题是,75kWh电池组是如何出现的?特斯拉的管理人员没有就这一问题供应技术解释。根据作者的判断,75kWh实际上是一个85kWh的电池组,因为减少了2个电池组。在一个85千瓦时的电池中,每个电池组的容量为5.3千瓦时,因此14个这样的电池组的容量为74.2千瓦时。


这是70kWh、75kWh和85kWh之间的连接。至于60kWh,它只是一个降低进入壁垒的装置。那么90kWh是如何出现的呢?


从85度到90度,这是额外的5度。有多余的电池组吗?在85千瓦时的电池组结构中,电池组不再可以堆叠。唯一的可能是一个新的细胞。当然,电池仍然是18650型,但是化学材料已经调整新增了能量密度。


在这个过程中,特斯拉在电池的石墨阳极上添加了少量的硅,提高了电池的能量密度。


在阳极中加入硅被认为是提高电池能量密度的一种方法。为了防止堆积太重的电池,特斯拉将不得不专注于开发高能量密度的电池。然而,关于三元锂离子电池来说,通过硅来新增能量密度就不那么简单了。


其基本原理是在石墨阳极中加入硅后,由于硅原子的结构比石墨能容纳更多的锂离子,从而增强了锂离子在阳极中的吸收。在单次充放电循环中,锂阳极越多,能量密度越高。


但是,硅吸收锂离子后膨胀300%,远远大于石墨吸收锂离子后7%的膨胀率。这种重复的体积修正导致固体电极变得软,并短暂地崩溃。在这一点上,电池的周期寿命下降。


另一层是硅阳极,在充放电过程中,硅阳极的膨胀/弹性会破坏锂离子电池电解液SEI膜的组成。这种膜是在锂离子电池的初始循环过程中形成的。该阳极材料具有保护用途,可以防止材料结构的坍塌。


由于这些原因,使用硅作为阳极,虽然在能量密度上显著提高,但也伴随着副用途,最终导致电池寿命缩短。所以特斯拉的计划是逐渐在石墨阳极上添加少量的硅,平衡能量密度和循环寿命。


众所周知,特斯拉的18650电池是由松下公司生产的。随着合作的深入,特斯拉也在研发新的圆柱形电池。当模型3投入生产时,新的21700电池将取代18650作为新的电池。


21700电池仍然是一个三元锂离子电池与锂镍钴铝酸盐(NCA)阴极。这种圆柱形三元电池是目前能量密度最高的动力锂电池解决方法。与方形电池相比,这种电池虽然能量密度高,但稳定性差,因此要更好的BMS(电池处理系统)来支持。


特斯拉最初的跑车使用松下的NCR18650A电池,额定电压3.6v,容量3.1ah。之前的85kWh电池组是NCR18650B,额定3.6v和3.1ah。


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