原創(chuàng)作者：詹姆斯魚
鋰電網(wǎng)訊：結(jié)合國外自媒體 Joe Tegtmeyer 收集的特斯拉德州工廠影像資料和工廠技術(shù)人員的爆料內(nèi)容，及Limiting Factor 和才神道渠道獲得信息，現(xiàn)已確信，特斯拉第三代4680鋰電池（電芯）已經(jīng)研制成功，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入低速量產(chǎn)階段。
技術(shù)細(xì)節(jié)包括正極開始使用9系高鎳，負(fù)極沿用高容量天然石墨。
電極采用雙干法和電極層壓技術(shù)。
電解液部分，特斯拉注冊了一個PDO電解液的添加劑技術(shù)，很可能在第三代4680中使用。
殼體部分或沿用當(dāng)下的焊接封裝技術(shù)，但結(jié)構(gòu)后續(xù)還有變化，因為才神道在拆解1.5代特斯拉焊接后蓋4680的過程中，發(fā)現(xiàn)了一些問題，后面我們有闡述。
另外，能量密度方面將較二代有10-20%的提升。
目前，才神道測得特斯拉1.5代4680的能量密度是242.7Wh/kg。
據(jù)說Cybertruck使用的所謂二代電芯能量密度為268Wh/kg，較1.5代正好有10%的提升。
如果第三代較第二代有10-20%能量密度提升的話，那應(yīng)該就可以達(dá)到294.8～321.6Wh/kg左右。
個人覺得，特斯拉應(yīng)該不會這么激進(jìn)。
根據(jù)才神道分析的國內(nèi)46系電芯的材料發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)電池企業(yè)的主流材料都是高鎳9系+硅氧石墨體系，能量密度都在280Wh/kg左右。
因此，才神道預(yù)測：特斯拉的三代電芯能量密度將在280～290Wh/kg之間。
我們先說說正極材料。
特斯拉之前采用的正極材料是NCM811（我們測得兩個版本的特斯拉4680正極材料都為8系的NCMA）。
而這次特斯拉的三代電芯將采用NCM955。而且，特斯拉還在2023年底測試了NCM973。
這個測試的主要目的可能是為了進(jìn)一步減少鈷金屬的使用，從5%下降到3%。當(dāng)然，這樣做也進(jìn)一步降低了成本。
我們判斷，正極配方的更換可能會影響量產(chǎn)的效率。但據(jù)可靠消息，特斯拉的第三代4680已經(jīng)在加州的弗洛蒙德實驗成功了。
這就是為什么，弗洛蒙德的實驗線在去年11月份要關(guān)停三個月進(jìn)行升級的原因（因為，第三代4680也驗證成熟，是時候更換裝備為下一代更先進(jìn)的電芯研發(fā)做必要的升級了）。
下圖是正在德州工廠西北角施工的關(guān)系到正極材料更新的設(shè)施和設(shè)備。
接下來我們說說負(fù)極、干法和層壓技術(shù)。
這部分，才神道可以說對特斯拉的大膽創(chuàng)新充滿了敬畏。
首先，特斯拉在第三代電芯將繼續(xù)沿用天然石墨配方。我們從特斯拉獲得的負(fù)極材料干法混料都是美國本土企業(yè)生產(chǎn)的（需要的聯(lián)系我們）。
這就意味著，特斯拉已經(jīng)在負(fù)極材料方面完成了“國產(chǎn)化”替代。
其次，特斯拉在第三代4680上將采用雙干法，其量產(chǎn)能力達(dá)到了50米/分鐘的水平，幅寬是1.6米。
這部分應(yīng)該在弗洛蒙德的工廠完成了最后的驗證。
基于這一判斷的原因還有，特斯拉將率先采用電極層壓技術(shù)。那么什么是層壓技術(shù)呢？就是正負(fù)極的銅箔或鋁箔的兩面厚度不同。
為什么要讓正反面的厚度不同，Shirley meng 猜測，這可能是為了保證正負(fù)極卷繞過程中外側(cè)電極層內(nèi)聚力不均的問題。
從圖上，我們可以很容易看出負(fù)極是向下彎曲的，就是說下面是內(nèi)側(cè)，上面是外側(cè)。
可以看出外側(cè)的電極因為拉伸，開裂已經(jīng)比較嚴(yán)重。才神道認(rèn)為，這個層壓技術(shù)就是為了解決這個問題而誕生的。
既然都使用了層壓技術(shù)，那基本可以判定，第三代4680將使用正負(fù)極雙干法。
我們才神道和恒進(jìn)展覽合作的《46大圓柱和干法技術(shù)論壇及展會》將在3月28日寧德和7月3日上海舉行。
在3月底的預(yù)備會上，才神道將公布兩年來我們追蹤特斯拉和國內(nèi)大圓柱電芯拆解和干法工藝的研究成果，歡迎大家參會交流。
另外，我們在聊聊特斯拉4680第三代電芯在結(jié)構(gòu)上可能有那些變化。
在特斯拉的1.5代電芯上，我們能看得出來，在負(fù)極極耳和后蓋之間的焊接、防爆線里面的內(nèi)環(huán)，以及爆珠結(jié)構(gòu)上的矛盾。
基于這個問題，才神道認(rèn)為特斯拉在二代電芯上可能會有所改進(jìn)，但不一定很徹底。不過，從墩封到焊接結(jié)構(gòu)的改變，及負(fù)極集流體和后蓋密封墊的減少確實為電芯節(jié)約了11.8克的重量。
就如同特斯拉在專利中提到的一樣，這樣的焊接結(jié)構(gòu)會節(jié)約空間并減輕重量。這一點，特斯拉在1.5代這個版本的電芯中的確做到了。
至于說殼體和Pack全封膠的關(guān)系，就如才神道在之前文章中提到的那樣。特斯拉殼體變薄，采用預(yù)鍍鎳工藝，這完全是基于其全灌膠的設(shè)計而設(shè)計的。
當(dāng)然，目前看，全灌膠如果有瑕疵，灌不滿，留下空洞，就會造成電芯外殼和空氣接觸，產(chǎn)生殼體生銹的毛病。
這個問題是需要特斯拉后續(xù)新的技術(shù)去解決的，不然，這樣的腐蝕會影響車輛電池包壽命和性能的。當(dāng)然也有漏液起火的風(fēng)險。
最后一點，我們要說說特斯拉剛剛注冊成功的PDO電解液添加劑專利。
那么什么是PDO電解液添加劑，它又有什么作用呢？
我們參考一篇文獻(xiàn)，簡單解釋一下。
文獻(xiàn)地址：
https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/ac6831/meta
文獻(xiàn)提到，電解液添加劑作為電解液中所占比例很小的成分，但對鋰離子電池的性能影響卻很大。
文獻(xiàn)通過試驗證實：具有 2%PDO+ 1%LFO 的 NMC811 電池優(yōu)于其他含 PDO 的電池。基于PDO的混合物被證實在鎳含量較高的電池中更有前途。也就是說，PDO可以成為高鎳電池的有用添加劑。
當(dāng)然，才神道還沒有認(rèn)真研究特斯拉的這篇文獻(xiàn)。這個我們會留到周六晚八點的直播節(jié)目中為大家解析。
據(jù)Joe的推文提到，特斯拉現(xiàn)在正在全力提升德州工廠的4條量產(chǎn)線產(chǎn)能，而且已經(jīng)到了最后階段。
另外，特斯拉正在擴(kuò)建另外四條4680產(chǎn)線，預(yù)計2024年下半年可以交付使用。
同時，同在德州工廠的正極車間施工和設(shè)備安裝已接近尾聲，預(yù)計2024年的上半年開始小試和中試。
當(dāng)然還有特斯拉的鋰材料工廠也在加緊施工。
當(dāng)然，結(jié)合馬斯克對阿根廷鋰礦的收購，特斯拉將完成從采礦、精煉、電池正極材料加工、正極極片生產(chǎn)和電池、電池包量產(chǎn)的供應(yīng)鏈閉環(huán)。
如果哪一天特斯拉收購一些石墨或者納米硅材料的企業(yè)，大家應(yīng)該不會奇怪，因為馬斯克這調(diào)性，肯定是要完成電池到電動車的全鏈條閉環(huán)布局的。
2024的46大圓柱鋰電池，已碾壓而來，各位準(zhǔn)備好了嗎？評論區(qū)留言吧！
(作者：詹姆斯魚 huangyu141208，才神道創(chuàng)始人、主播，鋰電技術(shù)垂直粉絲3萬+，專注于鋰離子電芯拆解分析和市場動向洞察。每周六晚八點動力電池技術(shù)直播課讓進(jìn)步看得見。文內(nèi)圖片均來自網(wǎng)絡(luò)，如有任何問題，請及時與我們聯(lián)系。）
