Tesla наладила опытное производство новых ячеек

Более крупных цилиндров в один аккумуляторный блок помещается только 960 штук против нескольких тысяч в батареях Тесл прежней конструкции. Но один новый цилиндрик вмещает в пять раз больше энергии, чем прежний «мелкий».

Компания Tesla показала на видео экспериментальное производство литиевых ячеек нового поколения в Калифорнии. Здесь технология будет отработана, а массовой она станет, когда в строй войдёт аккумуляторный завод в составе фабрики Gigafactory Berlin (срок старта не назван). Завод, кстати, обещает стать рекордным по мощности — 100 гигаватт-часов в год вначале с перспективой расширения до 200 и 250 ГВт•ч. Ну а сами ячейки — это цилиндрические элементы типа 4680 (диаметр 46 мм, длина 80 мм). Напомним, нынешние Теслы используют ячейки 18650 (диаметр 18 мм, длина 65 мм) и 2170 (21 и 70 мм, соответственно).

Разница в размерах отдельных ячеек (синие цилиндры) видна на рисунке за спиной Илона Маска. Шеф компании рассказывал о новации ещё в сентябре (в ходе мероприятия Battery Day, приуроченного к собранию акционеров). Однако тогда презентация строилась вокруг компьютерных картинок. Сейчас показаны образцы.

Ячейки 4680 отличаются от прежних не только размерами, но и оптимизированной конструкцией, повышающей мощность одной ячейки и снижающей вредные потери тока. Речь идёт о размещении, форме и особенностях выходных контактов, электродов, соединяющих их проводящих дорожек (уложенных в спираль) и прочих деталях внутри цилиндра. По сути Tesla предлагает всё те же литиево-ионные ячейки, только улучшенные. Тут нет никакой «батарейной» экзотики вроде продвигаемых некоторыми исследователями и компаниями твердотельных и литиево-серных аккумуляторов. Хотя те обещают существенно большее количество энергии на единицу массы.

Согласно плану Теслы, модернизированные литиево-ионные ячейки могут дать до 54% роста запаса хода, из них 16% за счёт конструкции (дизайна) одной ячейки, 20% — улучшенного материала анода, 4% — изменений в катоде, 14% — оптимизации упаковки ячеек в целую батарею и автомобиль.

Для отдельных литиевых ячеек типа 2170 удельная вместимость составляет около 260 Вт•ч/кг (это число не эквивалентно удельной ёмкости всего блока, ведь в него также входит корпус, системы управления и охлаждения, множество соединительных проводов). Для цилиндров 4680 заявлено значение в 300 Вт•ч/кг, достигнутое только за счёт изменения дизайна. Дальнейший рост примерно до 380 Вт•ч/кг может быть реализован благодаря корректировкам в используемых материалах. При этом, по оценке Теслы, в массовом производстве можно постепенно снизить стоимость таких ячеек (за киловатт-час) более чем наполовину.

Пример оптимизации параметров литиевых ячеек имеется и в случае с давно освоенными цилиндрами 2170. Это недавний рост паспортного пробега Model 3 (в частности, у версии Long Range AWD с 518 до 568 км по EPA). Он обусловлен не только ростом эффективности начинки. В «тройке» 2021 модельного года применён аккумулятор на 82 кВт•ч вместо прежнего на 79 (данные неофициальные).

Кроссовер Tesla Model Y, который будет выпускаться в Берлине, получит ячейки 4680 первым. Глава Теслы Маск также намекал, что те же батареи могли бы помочь увеличить запас хода магистрального тягача Tesla Semi с 805 км до 1000. Есть ещё неофициальные сведения, что на строящемся в Техасе заводе Giga Austin (Giga Texas, Cybertruck Gigafactory) помимо выпуска электрокаров Tesla в какой-то момент наладит и выпуск литиевых ячеек, и батарей. Если так случится, вероятно, на конвейерах в Техасе окажутся те же элементы 4680.

Источник