因为这项技术，特斯拉的4680电池今年恐难量产

来源:电子工程世界发布时间:2022-09-081290浏览

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据路透社报道，特斯拉在提高新型 4680 电池产能上仍存在一些问题，更具体来说是干涂层技术。目前，特斯拉正努力提高其 4680 电池的产能。

不过确定该报告的可信度有点困难，因为路透社对其消息来源有点含糊，只说它与“12 名电池专家”进行了交谈，其中一些人与“特斯拉关系密切”。在报道中写道：“在路透社采访的 12 位电池专家中，有 9 位与特斯拉关系密切，其中 3 位通过拆解检查了特斯拉的新旧电池技术”。这些受访专家表示，特斯拉在提高其 4680 型号电池产能方面依然存在一些问题，而其中面临的一个最大挑战就是干涂层技术。

何为干涂层技术？

据悉，这项技术可以让特斯拉放弃成熟的但更复杂、更昂贵的湿涂层工艺。后者之所以昂贵，是因为它需要大量的电力、机械、工厂空间，以及更多时间和劳动力来生产。要想采用湿法工艺为电极涂层，电池生产商需要将这些材料与有毒的粘结剂溶剂混合。一旦涂上涂层，电极会被放入大型烤箱中干燥，在此过程中蒸发的有毒溶剂需要被处理和回收，所有这些程序都增加了成本。特斯拉于 2019 年通过收购 Maxwell 获得了干涂层技术。
特斯拉收购Maxwell的一项重要技术理由可以归结为“原纤维化（Fibrilization）”。这是什么意思呢？举个例子，在炎热的天气，鞋底不小心黏到了口香糖，当你抬脚继续向前迈步时就会使黏到鞋底的口香糖“纤维化”。所有那些将鞋底连接到人行道上的粘性物质称为原纤维（Fibrils）。
Maxwell的干涂层技术（干电极工艺）通过将混入活跃的负极或正极材料颗粒的PTFE（Teflon）原纤维化，形成负极或正极材料的自支撑膜（self supporting film）。我们可以把Maxwell的这个工艺想象成一个装满高尔夫球和口香糖的大水箱，水箱底部有一个窄口的二维漏斗。当高尔夫球的重量通过槽将高尔夫球和口香糖片推到底部时，高尔夫球之间相互推动滑动和滚动偶尔会有一些口香糖被挤压。随着高尔夫球继续重新排列穿过狭槽，高尔夫球最终与口香糖的原纤维连在一起。这就是对Maxwell工艺的大致描述，然后将负极和正极材料的薄膜层压到金属箔集电体上制备负极和正极，正极和负极之间用隔膜卷绕制成电池的卷芯。而最关键的是Maxwell的工艺使电池的负极和正极不使用溶剂。传统的锂电池制造使用有粘合剂材料的溶剂，NMP（N-Methyl-2-pyrrolidone）是其中一种常见溶剂。将具有粘合剂的溶剂与负极或正极粉末混合后，把浆料涂在电极集电体上并干燥。溶剂有毒必须小心回收，进行纯化和再利用。而且需要巨大昂贵且复杂的电极涂覆机。下图就是若干年前特斯拉Giga 1正在建造的这种机器。

Maxwell干电极工艺更简单，不使用溶剂，它提供了一个重要但不那么明显的优势。该过程从电极粉末开始，比如说特斯拉的NCA正极的锂镍钴氧化铝粉末。将少量（约5-8％）细粉状PTFE粘合剂与正极粉末混合，然后将混合的正极+粘合剂粉末通过挤压机形成薄的电极材料带。将挤出的电极材料带层压到金属箔集电体上形成成品电极，过程如下面草图。

Maxwell的工艺皆适用于正极和负极，用NCA粉末和铝箔制作正极，用石墨粉和铜箔制作负极。另外，还为Teflon添加了一些不同的聚合物，获得了更好的强度和离子传输，添加一些其他材料可以提高导电性。通过将电极膜卷绕成卷，然后送入层压机。但这个过程其实非常非常简单。Maxwell已将这种工艺用于制造超级电容，使用这个简单的过程，制造电池的成本支出将会少得多且不使用溶剂。干涂层制造工艺消除了大部分制造过程，可以显着降低特斯拉电池的成本。电池专家认为，特斯拉可以为每个 Model Y 电池组节省高达 5500 美元。不过多名专家都表示：“特斯拉小批量生产时良率还可以接受，但是在大批量生产时，产生了大量的报废品”。另一位专家表示，他相信特斯拉会解决这个问题，但可能不会在公布的时间表上，即在年底前实现量产。与此同时，特斯拉正在享受来自 4680 电池的其他改进。例如，路透社解释说，特斯拉的焊点从 17600 个增加到 1660 个：消息人士称，使用较旧的技术，特斯拉需要大约 4400 个电池来为 Model Y 供电，并且需要焊接 17600 个点——每个电池四个——以创建一个可以集成到汽车中的电池组。4680 电池组只需要 830 个电芯，特斯拉改变了设计，使每个电芯只有两个焊接点，将焊接点减少到 1660 个，从而显着节省成本。来源：网络内容综合

因为这项技术，特斯拉的4680电池今年恐难量产

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