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2023-01-31
拆開4680版Model Y后，人們發(fā)現(xiàn)它沒有想象中強大
更新時間：2022-07-26 20:20:36作者：佚名
2020年的特斯拉電池日上，馬斯克宣布了一種名為4680電池的全新產(chǎn)品，聲稱它的出現(xiàn)將“改寫行業(yè)規(guī)則”，并將在2022年底搭載于新款Model Y上。而最近，搭載4680電池的新款Model Y已經(jīng)先后在特斯拉美國德克薩斯州工廠和德國柏林工廠下線了。
按照馬斯克此前介紹的“4680電池是2170電池能量密度的5倍”來看，新款Model Y應該會驚艷行業(yè)。不過，一位美國電動車博主在滿懷期待地對比了新老兩款Model Y后，“并沒有發(fā)現(xiàn)新款有何特別優(yōu)勢”。 
4680電池沒有想象中強大
日前，美國汽車自媒體《The Kilowatts》將搭載4680電池的新款Model Y和搭載2170電池的老款Model Y進行了對比，發(fā)現(xiàn)兩者的重量幾乎一樣——分別為2032千克和2041千克，僅相差9千克。
根據(jù)該自媒體發(fā)布的視頻，新款的這臺Model Y是雙電機標準續(xù)航里程版本，續(xù)航450公里，起售價為61,990美元。而老款Model Y雙電機長續(xù)航版本，續(xù)航里程為531公里，起售價為65,990美元。
這不免讓人有以下疑問。按照常識，如果4680電池能量密度為2170電池的5倍，那么新款Model Y如果在與老款續(xù)航相等的情況下，應該會大幅輕量化；如果新款Model Y與老款重量相等的情況下，則續(xù)航應該大幅提升。換言之，新車要么應該大幅減重，要么續(xù)航大幅提升。
但根據(jù)該博主發(fā)布的信息來看，新款Model Y幾乎與老款車型同等重量、同等續(xù)航，完全看不出有任何優(yōu)勢。
無獨有偶，上周，前福特工程師Sandy Munro帶領(lǐng)他現(xiàn)在的拆車團隊將一款搭載4680電池的新款Model Y進行拆解。拆開后，他首先夸贊了4680版Model Y的電池組和座椅等結(jié)構(gòu)件集成度很高，座椅和中央扶手等部件直接安裝在電池底盤的上蓋。
經(jīng)過拆解，特斯拉Model Y 4680電池包的總重不到500kg。根據(jù)目前首批提車4680版Model Y的車主在通過測試續(xù)航和充電表現(xiàn)后，推測這塊電池包可用容量是在67kWh左右。
作為對比，蔚來75度電的電池包重量大約為545kg，采用磷酸鐵鋰刀片電池的比亞迪海豹標準續(xù)航版是61.4度電的電池包，但電池包僅437kg。這樣看來，4680電池與國內(nèi)競品的數(shù)據(jù)實際上沒太大差異。
為何會造成這種現(xiàn)象？在《The Kilowatts》發(fā)起的Twitter帖子中，一些網(wǎng)友評論猜測，新款車型的部分鑄件可能比老款車型更重，抵消了電池包結(jié)構(gòu)優(yōu)化帶來的輕量化效益。
另一種說法是，“4680電池能量密度為2170電池的5倍”并不是指單顆電芯的能量密度為5倍，而是4680電池的體積是2170電池的5倍多，這意味著一個電池包里的電芯數(shù)量更少，圍繞單顆電芯的外層材料減少，變相提升了整包的能量密度。確實，Sandy Munro團隊拆解后發(fā)現(xiàn)，4680版Model Y的電芯數(shù)量為950顆、而2170電池包電芯超過4000顆。
不過，對于這些推論，特斯拉官方目前并沒有給出解釋。
縱觀特斯拉這些年使用的動力電池，大致可分為三個階段。最早期的Model S、Model X和首批Model 3采用的都是18650電池，這種長得像“5號電池”一樣的產(chǎn)品由日本松下公司1994年推出。其技術(shù)發(fā)展至今雖然較為成熟，但它面臨發(fā)熱量大、組成復雜、無法實現(xiàn)快充等問題。
此后，為了提高電池包的能量密度，減少電池包內(nèi)電池的數(shù)量，特斯拉與松下聯(lián)合開發(fā)了2170電池。該款電池最早應用在特斯拉Model 3車型上，至今也一直在使用。
而2020年電池日上推出的4680電池，其目的是為了降低成本的同時提升性能。4680電池依然是圓柱形電池，其命名方式也遵從圓柱形鋰電池的命名方式?！?6”代表直徑為46mm，80代表高度為80mm。
根據(jù)當時特斯拉公布的信息，4680電池相比當前的2170電池能量密度增加了5倍，儲能容量提升了6倍。應用到特斯拉車型上之后，可以讓車輛的續(xù)航里程提升16%，每千瓦時使用成本降低14%。4680電池僅需15分鐘就可以從10%快充至80%，比2170電池快了10分鐘。如果只需要充到50%的電量，那么7分鐘就可以完成，這與加油的效率已經(jīng)相差無幾。
據(jù)公開資料顯示，4680電池硅材料選用儲能效果好的生硅材料，重新開發(fā)電芯陽極，并通過增加彈性的離子聚合物涂層以穩(wěn)定硅表面結(jié)構(gòu)，提升電芯穩(wěn)定性和安全性。該技術(shù)可增加20%的續(xù)航里程，同時成本降低5%。
陰極材料對提升能量密度至關(guān)重要。特斯拉開發(fā)出不含鈷的高鎳陰極材料，最大化提升鎳含量，同時采用新的涂層與摻雜物，將陰極成本下降15%。
不過，在經(jīng)過了The Kilowatts的稱重和Sandy Munro團隊的拆解后，很明顯，實際效果與理論值總會產(chǎn)生偏差。
大圓柱電池成為趨勢，但并非終局
雖然沒有達到預期水平，但業(yè)界預計，包括4680電池在內(nèi)的大型圓柱電池將取代方形電池和軟包電池，成為未來動力電池趨勢。據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù)，到2025 年大圓柱電芯預計會占30%以上的份額，也就是約480GWh，這已經(jīng)超過了2021年全球動力電池的總需求量。
具體來看，國內(nèi)企業(yè)億緯鋰能已經(jīng)布局了4680與4695兩大型號，已規(guī)劃200GWh 大圓柱與方形電池產(chǎn)能，預計2022年建成。比克電池46 系列大圓柱電池高度從80-120mm 不等，能量密度達到275-300Wh/kg，計劃2022 下半年小批量量產(chǎn)，2023 年規(guī)模量產(chǎn)。
海外廠商方面，特斯拉未來將在加州、德州、內(nèi)華達州和柏林四個工廠自產(chǎn)4680電池。此外，松下、LG化學、三星SDI、以色列Storedot也都已經(jīng)或即將開始量產(chǎn)4680電池。
那么，4680電池是否是圓柱電池，乃至動力電池的終極形態(tài)？業(yè)界的答案大多是否定的。就如同新能源汽車仍處于多路線并存的狀態(tài)一樣，動力電池的技術(shù)路徑也并不絕對。比亞迪刀片電池和寧德時代麒麟電池均是方形電池的代表。在相同的化學體系、同等電池包尺寸下，麒麟電池包的電量相比4680系統(tǒng)可以提升13%。
在華東汽車新材料技術(shù)研究院研究員林澍文看來，在未來一段時間內(nèi)，大圓柱電池有可能與方形電池共存。
但無論技術(shù)如何演變，作為電動汽車的“心臟”，動力電池將始終占據(jù)一輛車成本的大頭。鑒于此，寧德時代、億緯鋰能等供應商將擁有比燃油時代供應商們大得多的話語權(quán)。因此，當2022世界動力電池大會上，廣汽集團董事長曾慶洪稱自己“在給寧德時代打工”時，或許這并不是一句玩笑話。