特斯拉4680：无钴硅电池解决方案

　　特斯拉4680电芯结构

　　电动汽车的标准电池是大型袋式电池，不仅占用大量存储空间，而且还会减轻车辆重量。为了获得更长的行程，电池存储被堆叠起来，这增加了重量、成本和复杂的设计，工程师必须围绕这些设计构建传感器和其他组件。今年5月，特斯拉的圆柱形无钴电池设计获得批准。

　　特斯拉的新电池设计有几个优点。其中之一是圆柱形结构的改变，这为锂离子从阴极到阳极的移动创造了更短的路径。代特斯拉电池设计采用袋式架构，为离子穿过并逃逸到阴极和阳极端子时创造了很大的区域，导致能量在两端形成瓶颈，从而增加了热量和内阻。

　　优雅的设计允许简单的电子流主动通过，而不会导致热量增加。

　　4680电池的阳极采用原始冶金硅，与工业使用的硅不同，当能量通过时，材料的结构不会破裂。由于阳极是原硅，特斯拉能够稳定材料的表面，并能够通过弹性离子涂层聚合物涂层形成强大的设计网络。

　　电池的阴极端子需要具有稳定的结构，以防止锂离子通过，这就是大多数电动汽车电池使用钴和镍的原因。钴之所以如此突出，是因为它能够在锂离子的高传输过程中保持其结构。特斯拉计划推出无钴电池，4680采用镍锰结构，使电动汽车的续航里程增加16%。

　　能量密度提高了 5 倍，功率提高了 6 倍，这一切都归功于 4680 电池的新重叠形状。图片由特斯拉提供。

　　获得的Tabless电极是4680电池产量的另一个优势。热耗散和内阻是特斯拉之前的电池型号 2170 的缺陷。下一代电池解决的一个问题是整个材料中存在大量电极片。

　　2170 的结构是一块尺寸为 21 毫米 x 70 毫米的平板铜片，电子流过的足迹很大，但必须使用标签来走走停停，这些标签基本上会积聚热量并增加电阻。这会导致更高的功率损耗，并且需要在一辆车中安装更多电池。4680的圆柱形结构不含接片，避免了散热和内阻的增加。