Sissejuhatus
Tesla on alati olnud elektrisõidukite (EV) tööstuse esirinnas, olles tuntud uuenduste ja uute standardite kehtestamise poolest. Elektriautodest rakettideni – Elon Muski nägemus on viinud Tesla uutesse kõrgustesse. Kuid üks valdkond, kus ettevõttel on probleeme, on 4680 aku tootmine. Selles aruandes vaatleb WHET lähemalt 4680 akut, purustades selle potentsiaali, väljakutseid, millega Tesla silmitsi seisab, ja seda, mida see tähendab suurte silindriliste akude tuleviku jaoks EV maailmas.
4680 aku teke
Tesla tutvustas 4680 akut 2020. aasta Battery Day üritusel kui suurt hüpet edasi akutehnoloogias. Suurendades silindrilise aku mõõtmeid 21 mm läbimõõdult ja 70 mm pikkuselt 46 mm ja 80 mm-ni, lootis Tesla parandada energiatihedust ja vähendada tootmiskulusid. Suurem suurus võimaldab igas akus rohkem energiat salvestada ja vähendab elementide vahelisi lünki, mis aitab parandada ruumitõhusust ja üldist energiatihedust.
4680 aku peamised uuendused
Suurem Suurus: suurem suurus tähendab suuremat energiatihedust ja paremat ruumitõhusust.
Laua kujundus: See ainulaadne disain vähendab sisemist takistust, võimaldades kiiremat laadimist ja tühjendamist ning paremat soojusjuhtimist.
Ränipõhine anood: Ränianoodidel on suurem teoreetiline mahutavus, mis aitab suurendada energiatihedust, hoides samas aku turvalisena ja stabiilsena.
Kuivelektroodi protsess: See uus tootmismeetod lihtsustab tootmist ja vähendab kulusid 20%, vähendab seadmekulusid 35% ja säästab põrandapinda 70%.
Kui Tesla esimest korda 4680 akut tutvustas, prognoosis see eelmise 2170 akuga võrreldes tootmiskulude vähenemist 56% ja ulatuse suurenemist 16%.
Tootmise väljakutsed
Vaatamata kogu oma potentsiaalile on 4680 aku masstootmisse viimine olnud Tesla jaoks raske teekond. Siin on mõned peamised takistused:
Kuivelektroodi protsess: 4680 aku üks uuenduslikumaid omadusi on kuivelektroodiprotsess, mis lihtsustab tootmist. Kuivade elektroodide materjalide paigaldamine akukiledele on aga olnud keeruline, kuna sellel on probleeme, nagu nõrk nake ja ebaühtlane jaotumine. Tesla töötas selle parandamiseks välja PTFE sideaine, kuid tulemused pole veel täiuslikud.
Tootmise tootlikkus: 2024. aasta alguse seisuga on Tesla Texase tehase tootmismaht 95%, mis on madalam kui juba masstootmises olevate 2170 akude 99% tootlus.
Kulude kokkuhoid: Kui kuivelektroodiprotsess ei tööta plaanipäraselt, on 4680 aku eeldatavad kulueelised väiksemad.
Ränianoodid: Kuigi arvatakse, et ränipõhistel anoodidel on palju potentsiaali, ei ole neid masstootmises 4680 akudes kasutatud. Tesla Texase tehasest tulevad esimese põlvkonna 4680 akud kasutavad endiselt puhtaid grafiidianoode, mis tähendab, et energiatihedus on madalam kui algselt loodeti.
Energiatihedus: 4680 aku teoreetiline energiatihedus peaks olema 300 Wh/kg, kuid tegelik energiatihedus on vaid 244 Wh/kg. Võrdluseks – LG 2170 akude energiatihedus, mida Tesla oma Shanghai tehases kasutab, on 252 Wh/kg.
Tööstuse suundumused ja väljavaated
Vaatamata väljakutsetele, millega Tesla on silmitsi seisnud 4680 akuga, hakkab suurem silindriline akuvorming EV-tööstuses levima. Sellised ettevõtted nagu Panasonic ja LG New Energy investeerivad 4680 aku tootmisse ning LG New Energy plaanib alustada Lõuna-Koreas masstootmist 2023. aasta augustiks.
Hiinas valmistuvad sellised ettevõtted nagu Ningde Times New Energy ja EVE Energy tootma ka suuri silindrilisi akusid. Ningde Times kavatseb valmistada BMW jaoks 4695 akut, mille aastane koguvõimsus on 40 GWh nii Hiina kui ka Saksamaa tehastes.
WHETI perspektiiv ja teenused
Tööstuse liidrina näeb WHET suurtes silindrilistes akudes potentsiaali ja on hea positsiooniga, et aidata klientidel sellel muutuval maastikul navigeerida. Tänu oma sügavatele teadmistele akutehnoloogia, tootmisprotsesside ja turusuundumuste kohta pakume kohandatud lahendusi ja teadmisi, mis aitavad klientidel püsida kurvi ees.
Järeldus
4680 aku on elektrisõidukite tööstuses palju kõlapinda tekitanud, lubades paremat energiatihedust ja madalamaid kulusid. Tee kontseptsioonist masstootmiseni pole aga olnud lihtne ja Tesla on sellel teel silmitsi seisnud raskete väljakutsetega. Sellegipoolest näitab suur silindriline akuformaat endiselt palju lubadust, kuna mitmed tootjad on selle tulevikku juba investeerinud. WHETis oleme pühendunud sellele, et hoida oma kliente kursis valdkonna uusimate teadmistega ja pakkuda neile lahendusi, mida nad vajavad selle põneva trendi ärakasutamiseks.