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電池|4680技術成熟度和良品率分析

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電池|4680技術成熟度和良品率分析

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電池|4680技術成熟度和良品率分析

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隨著特斯拉電話會議結束 ， 透露出的信息是 ， 4680電池車型量產提前到Q1量產 ， 這個是很出人意料的 。 網上更有泄露4680試制線的數據出來 ， 也讓我們對當前這款重量級的產品有了更多的期待 。
從規模來看 ， Fremont工廠1月22號每天的產線統計生產量為6249個電芯 ， 電芯生產的良品率平均達到了92% 。 除了一臺特殊的封裝線以外 ， 多條封裝設備（7條產出100個/天 ， 6條產出200個/天）產出的良品率在79%- 97% 。


▲圖1.試制線的情況匯總?
Part 1
4680的進度
從之前交流的情況來看 ， 4680電池應該是在2022年實現大規模量產 ， 與之匹配的整車量產下線在2023年開年 。 而當前2022年Q1就開始往外抖包袱 ， Elon Musk更是通過Battery Day立下Flag ， 對4680的方向是非常堅持的 。
由于大規模量產推遲了很久 ， 這使得當前2170和寧德時代鐵鋰方法 ， 整體更新的速度比其他車企要慢一些 。 所以即使在4680電芯的良品率并沒有達到預期 ， 這個方向也必須在實戰中堅持 ， 并慢慢提升 。
目前4680 所遇到的問題 ， 在網上的數據來看失效帕累托圖（Defect Pareto）集中在10個方面：
●Flag Folding in Cathode 1.4% 93例
●Single Wind Cut Position Recovery Cathode 1.2% 86例
●Flag Folding in Anode  0.8% 57例
●Single Wind Manually Commanded by Operator Cathode 0.7% 47例
●Inner Separator Meander 0.6% 43例
●Edge Meander Cathode 0.5% 35例
●Vision flag fold Anode 0.5% 33例
●Single Wind Manually Commanded by Operator Anode 0.4% ， 26例
●Outer Separator Meander 0.3% 23例
●Outer Seal Tape Missing 0.3% 20例
目前的進度是 ， 隨著松下在日本擴建生產線 ， 從特斯拉本身的電芯工廠和松下的產量 ， 2022年能攢到一批產品 ， 為2023年的量拉升做準備 。
Part 2
4680的Pack設計
我覺得最近明確的事情 ， 就是這個托盤——由于側邊的防護通過車身一體化考慮 ， 整體電池殼體的強度就不需要和之前一樣考慮那么多 ， 所以采用一體化壓鑄來加速整包的加工速度 。
備注：之前電池包需要通過很強的擠壓實驗 ， 是由于法規需求驅動的設計變化 ， 不確定后續這個電池下托盤能否通過GB的擠壓實驗 。

▲圖2.電池托盤和設計
在當前來看 ， 除了我們看到的水冷板以外 ， 和之前的1865和2170不一樣的地方：4680電池比較大 ， 所以散熱和熱失控保護 ， 需要同通過頂部一塊巨大的水冷板來進行隔離——這個板子 ， 一方面起到隔離的作用 ， 一方面也給電芯實現了頂部和側邊雙面冷卻的效果 。 這里需要通過導熱發泡膠進行 。
備注：中間還有匯流和采樣 ， 通過進一步精簡以后 ， FPC也進一步簡潔設計 。

▲圖3.電芯大了散熱始終是一個很大的挑戰
（從Model S Plaid開始加入一整塊水冷板）
頂部水冷板結構有點像之前的漢EV ， 完整的水冷板配合發泡膠粘接之后 ， 可以在頂部起到整體效果 。 漢EV是類似三明治一樣 ， 其實4680也有這個效果 。


▲圖4.頂部水冷板結構
【電池|4680技術成熟度和良品率分析】解讀：隨著3C-4C快充的要求深入下去 ， 多面冷卻確實是個趨勢 ， 因此4680在散熱方面采用頂部和側面兩種方式進行導熱 ， 再配合無極耳的設計 ， 整體的效果應該會比較好 。 而且熱失控擴散的效力 ， 隨著兩面冷卻的策略 ， 也能控制下來 。

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