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連三星也加入 4680 戰局 Tesla 新電池為什麼有這麼大吸引力?

連三星也加入 4680 戰局 Tesla 新電池為什麼有這麼大吸引力?
                                       

2020 年初,Tesla 發表了一款 4680 鋰電池用以逐漸取代 2170 電池,雖然 Tesla 內部在今年初以生產出 100 萬顆 4680 電池,但這樣的產能絕對不敷使用。直到今年 Tesla 最大電池供應商 Panasonic 交付全新 4680 電池樣品後,Tesla 盼望的新電池時代才看到曙光。

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Panasonic 以往雖然是 Tesla 唯一的外部電池供應商,但在 Tesla 產能快速提升之時,除了電池需求量更大,同時也避免將雞蛋放在同一個籃子的風險,電池大廠 LG、寧德時代紛紛加入戰局外,而三星也在近期也開闢了 4680 試驗生產線,準備為 Tesla 極大的電池需求量進行準備。

 

4680 電池有這麼厲害?

所謂的 4680 電池,就是以直徑 46mm、高度 80mm 為尺寸的鋰電池,而原先使用的 2170 電池則是 直徑 21mm、高度 70mm,也就是說 4680 較 2170 長胖又長高。以體積來說,4680 約為 2170 的 5.5 倍,若以相同電池能量密度來說,4680 的電池容量約為 2170 的 5.5 倍,不過在 Tesla 記者會上表示 4680 是 2170 電量的 5 倍。

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但我們知道在同一個方形下,直徑越小的圓可以排列越緊密,而在電池容量密度沒有提升下,電池直徑越大排列後所浪費的空間就越大,那為什麼要將電池直徑加大呢?其實關鍵就在電池量產的時間與成本上,假設4680 與 2170 的電芯捲繞單位時間、還有其他製程時間都相同的狀況下,4680 除了因為直徑較大捲繞工時較長,但在其他製程中,2170 要經歷過 5 次才能完成 4680 經歷 1 次的總電量。所以在單位電量的製程時間,4680 要來的快很多,而且單位電量所花費的成本也要小很多。

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另外 Tesla 在他們發表 4680 電池時,也同時發表了 CTC(Cell To Chassis) 技術,這技術是直接將電池或電池模組直接與車殼結合,也就是捨棄以往先將電池安裝在電池包,再將電池包放入所設計的位置。這樣的技術加上車殼一體化壓鑄,也就是目前 Model Y 的車殼製作方式,讓電池就是車身結構的一部分。當然這技術也可以用在其他電池規格上,但以 Tesla 的方向來看,應該就會是以 4680 為主。

 

Tesla 新電池為什麼吸引那麼多製造商?

在年初 Tesla 生產出 100 萬顆 4680 電池,若以大略估算,大約只夠 1000 輛 Model Y 使用,光以 Tesla 在德州的新廠房來說,日前傳出最高每周可生產 5000 輛 Model Y 來說,這些電池遠遠不夠使用,更不用說在其他各地的廠房所累積的車輛數目。

在這麼多電池的需求下,自然吸引更多電池製造商想要投入 Tesla 的懷抱,當然拿到 Tesla 訂單的認證下,絕對也是吸引其他車廠邁向電動化的選擇。

 

當然目前看來 4680 的電池能量密度並沒有提升,不過這也僅是第一代產品,想必 Tesla 一定會朝著這方向前進。與此同時,固態電池雖然持續往車用電池方向前進,以能量密度與安全性來說都會比傳統鋰電池要來的優異,但似乎離量產還有段距離。在 Tesla 的電池需求極高的狀況下,或許尋求傳統鋰電池的突破要來的比找到固態電池解法要更實際,這也可能就是為什麼 Tesla 在這時候積極找到傳統鋰電池新解法的原因所在吧?

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