據(jù)UCSD(加州大學(xué)圣地亞哥分校)和科技視頻博主The Limit Factor(TLF)的一項(xiàng)聯(lián)合研究顯示,特斯拉引領(lǐng)的4680電池可能在性能上與此前供應(yīng)給該公司的1865或2170電池存在差距。需要注意的是,4680代表的僅為電池的尺寸規(guī)格,具體性能表現(xiàn)取決于內(nèi)裝的電芯及正負(fù)極性能。
4680規(guī)格電池始發(fā)于2020年9月的特斯拉電池日,據(jù)特斯拉彼時(shí)提供的官方信息,4680電池采用高鎳正極+硅碳負(fù)極材料,以及無極耳技術(shù),能量密度達(dá)300Wh/kg。電池容量較目前方案提升5倍、輸出功率提升6倍,搭載該電池的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程可提高16%,電池每千瓦時(shí)的成本可降低14%。
TLF制作人Jordan Giesige購買了一塊用于特斯拉Model Y車型上準(zhǔn)新的4680電池,價(jià)格為800美元。根據(jù)UCSD隨后的性能分析顯示,這塊產(chǎn)于特斯拉德州奧斯汀工廠的4680電池標(biāo)稱能量密度為244Wh/kg。同時(shí),由于需要考慮車用動(dòng)力電池需要組成電池包并額外布置散熱冷卻等組件,實(shí)際可用能量密度則再度縮水,為230Wh/kg。
這實(shí)際上低于同公司旗下由其他地區(qū)供應(yīng)的異規(guī)格電池——Fremont工廠生產(chǎn)車型搭載的松下2170電池能量密度為269Wh/kg,可用密度255Wh/kg;上海超級(jí)工廠生產(chǎn)的車型搭載的LG電池能量密度則為252Wh/kg,可用密度238wh/kg。
另一方面,UCSD在對(duì)電池進(jìn)行研究時(shí)還發(fā)現(xiàn)了另一技術(shù)特征:相比其他三元鋰電池,特斯拉4680電池在內(nèi)部成份上采用了更多的鈷(4680鈷成分12.41%,對(duì)比松下2170電池8.52%)。
據(jù)悉一般情況下,4680電池提升續(xù)航能力的做法是提升鎳的占比,鈷的價(jià)格更高,能量密度更低,同時(shí)也存在更高的公共安全風(fēng)險(xiǎn)。外媒相關(guān)報(bào)道也提出,采用高鈷含量電池可能更容易出現(xiàn)熱管理失控,導(dǎo)致火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)增加。同時(shí),這種起火也較難以撲滅。
較低的能量密度,也可以解釋為何奧斯汀工廠生產(chǎn)的Model Y為何車重更高的問題。實(shí)際上,4680相比此前的1865和2170電池具備顯著的成本優(yōu)勢(shì),加之特斯拉大力推廣的一體壓鑄工藝,可以確定的是從奧斯汀工廠生產(chǎn)的Model Y車型相較其他工廠生產(chǎn)的車型更有物料/生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)。但與之相對(duì)應(yīng)的,更高的車輛重量和相對(duì)低的能量密度,最終也會(huì)導(dǎo)致同一車輛在續(xù)航能力上存在差別。對(duì)此,研究給出建議,表示如果特斯拉考慮在新版電池陽極上使用硅,調(diào)整后的能量密度會(huì)得到有效改善。
目前,一體壓鑄技術(shù)在業(yè)內(nèi)也存在質(zhì)疑。寶馬CEO Oliver Zipse在去年曾表示,盡管該工藝制造成本上存在明顯優(yōu)勢(shì),但可維修性上則存在劣勢(shì)。“我們能發(fā)現(xiàn)更有效的車身制造辦法,”Zipse說道。
得益于明顯的成本比較優(yōu)勢(shì),4680規(guī)格電池已經(jīng)獲得包括松下、LG新能源、三星SDI、寧德時(shí)代、比克電池、蜂巢能源等電池企業(yè)的支持。在汽車領(lǐng)域,除去已經(jīng)開始使用4680電池作為能量來源的特斯拉,有報(bào)道顯示蔚來和寶馬也對(duì)該規(guī)格電池產(chǎn)生了濃厚興趣。其中蔚來的4680電池或?qū)樽匝挟a(chǎn)品,由蔚來超400人的電池相關(guān)團(tuán)隊(duì),與磷酸錳鐵鋰電池同時(shí)研發(fā);寶馬則在今年8月被曝出將與億緯鋰能合作,有消息稱,該公司同時(shí)也服務(wù)于特斯拉。