本文主要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)公開的拆解信息與資料，對(duì)比一下特斯拉Model 3采用的21700電池和Model Y采用的4680電池的一些技術(shù)細(xì)節(jié)。

Model3長里程版的續(xù)航里程能夠達(dá)到500公里，電池組容量達(dá)到了75kWh，使用了4416節(jié)2170電池，電池包由四個(gè)模塊組成，中間兩個(gè)模塊25串46并，每個(gè)模塊1150個(gè)電芯;兩邊的模塊23串46并，每個(gè)模塊1058個(gè)電芯。電池包技術(shù)還是CTM傳統(tǒng)的模組技術(shù)。

而使用4680電芯的Model Y電池包采用一體化底盤CTC技術(shù)，電芯直接集成在汽車底盤。并且將前排主副駕駛座椅、中央控制臺(tái)、后排空調(diào)出風(fēng)口等組件直接安裝在電池包上蓋上;前后一體壓鑄式車身組件的壓鑄精度非常高，精度大大提高了效率，也降低了用工量;采用單根蛇形管對(duì)電芯的側(cè)面進(jìn)行冷卻，沿車身寬度方向每兩排電芯間布置一冷卻管;電池整包灌膠，讓電芯、上、下殼體內(nèi)的所有零部件粘固為一體，成為整車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度車身的一部分，承受部分剪切力。

21700電池的卷芯兩側(cè)放置正極、負(fù)極絕緣片，并將引出的極耳焊接到正極頂蓋和負(fù)極底蓋上，連接正極的頂蓋包含電流中斷裝置和泄壓裝置，當(dāng)電池內(nèi)部壓力過高時(shí)，金屬彈片彈開，斷開正極與底蓋的連接，使電池形成斷路。同時(shí)當(dāng)電池內(nèi)部壓力繼續(xù)升高時(shí)，泄壓裝置起作用，內(nèi)部壓力釋放，防止電池爆炸。

而4680電池卷芯兩側(cè)焊接正負(fù)極集流盤，正極放置絕緣套，然后正極集流盤中間與殼體正極極柱焊接在一起。負(fù)極集流盤與負(fù)極頂蓋電接觸，負(fù)極頂蓋中間留注液口，負(fù)極極耳與整個(gè)殼體相連通。暫時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)包含電流中斷裝置和泄壓裝置。

21700電池卷芯正負(fù)極卷繞后引出單個(gè)極耳，正極極耳尺寸為：長76mm*寬3.5mm*厚165μm，重量：110.8mg，在焊接極耳區(qū)域的極片兩側(cè)均貼了保護(hù)膠帶，膠帶尺寸為(66.5 + 66.5)mm*11 mm。

而4680電池卷芯兩側(cè)折疊箔材成為極耳，再焊接集流盤。負(fù)極集流盤是具有彈性元器件;注液口密封釘材質(zhì)是銅;集流盤設(shè)計(jì)6個(gè)花瓣，每個(gè)花瓣3長2短共5條焊縫;正極集流盤花瓣與邊緣連接，厚度400um;負(fù)極集流盤

花瓣與中心連接厚度260um;正極絕緣片覆蓋整個(gè)電芯截面積。

21700電池正極極片的極耳焊接在極片中間區(qū)域，焊接極耳的未涂布區(qū)域尺寸為6mm，以焊接極耳區(qū)為界，卷芯內(nèi)側(cè)的涂布極片長度為327mm，外側(cè)涂布長度為532mm，極片總長865mm，極片寬度63mm。負(fù)極極片極耳焊接在極片內(nèi)側(cè)區(qū)域，焊接極耳的未涂布區(qū)域尺寸為15mm。極片一面涂布區(qū)域長度為865mm，另一面涂布長度比第一面多出61mm單面涂布區(qū)域，長度為926mm，極片外側(cè)未涂布區(qū)域總長22mm，極片總長963mm，極片寬度65mm。

而4680電池的極片采用全極耳設(shè)計(jì)，極片連續(xù)涂布，在集流體一側(cè)保留不涂布的區(qū)域，卷繞后折疊形成花瓣形極耳。正極極片長度約3300mm，負(fù)極長度約3400mm。

21700電池正極極片通過極片截面SEM形貌測量厚度為143μm，其中鋁箔厚度為15μm。極片包含電解液的濕涂層的面密度(不含箔)為50mg/cm2，干燥后面密度(不含箔)為48.4mg/cm2，未涂布的鋁箔面密度為4.1mg/cm2。根據(jù)面密度和極片尺寸，計(jì)算極片的重量，含電解液的濕電極29.3g，干燥后電極重28.4g。正極材料由類球形顆粒組成，二次顆粒內(nèi)部包含很多一次顆粒，粒徑呈現(xiàn)三個(gè)峰值，分別為7μm、11μm和16μm。這種多粒徑分布形成了高壓實(shí)的極片涂層。極片內(nèi)部可以觀察到碳黑導(dǎo)電劑顆粒。從SEM照片來看，碳黑導(dǎo)電劑含量很低。對(duì)正極極片進(jìn)行能譜分析，顆粒內(nèi)部沒有探測到碳黑導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑成分，原子比NiAl=10.05≈0.90.5，即高鎳NCA材料。

21700電池負(fù)極極片通過極片截面SEM形貌測量厚度為174μm，其中銅箔厚度為8μm。兩面涂布極片包含電解液的濕涂層的面密度(含銅箔)為34.6mg/cm2，干燥后面密度(含銅箔)為32.9mg/cm2。單面涂布極片包含電解液的濕涂層的面密度(含銅箔)為20.7mg/cm2，干燥后面密度(含銅箔)為19.8mg/cm2。未涂布的銅箔面密度為6.77mg/cm2。根據(jù)面密度和極片尺寸，計(jì)算極片的重量，含電解液的濕電極20.44g，干燥后電極重19.45g。負(fù)極材料由非常致密的片狀石墨和少量硅顆粒組成，極片內(nèi)可能還包括石墨烯導(dǎo)電劑。負(fù)極極片的壓實(shí)密度也很高，保證了高的體積能量密度。同樣通過圖像分析負(fù)極極片得到，石墨顆粒的粒徑D50為16μm，而硅顆粒粒徑為3μm。對(duì)負(fù)極極片進(jìn)行能譜分析，硅顆粒的含量約為3.5wt%。

而4680電池正極使用了 NCM811 材料，EDS能譜分析材料中鎳含量為 81.6%，但似乎沒有鋁。由此推測正極使用了NCM 811 而不是 NCA 。負(fù)極材料中沒有硅，而就是石墨。SEM照片測量正極極片厚度180μm，其中鋁箔9-10微米。負(fù)極極片紐扣電池測試面容量為為5.5 mAh/cm2。

21700電池總重68.63g，其中，卷芯重49.40g，占71.97%，電解液6.13g，零部件13.10g。0.1C電流時(shí)的典型充放電曲線，8個(gè)電池測試結(jié)果，容量分布如下圖，平均容量為4.77Ah(標(biāo)稱容量4.78Ah)。

而4680電池總重355g，電池容量為23.35Ah，總能量：86.5Wh，能量密度：244 Wh/kg。

不過4680電池目前采用了比較保守的設(shè)計(jì)，容量還有非常大的提升空間。以上個(gè)人總結(jié)，理解不對(duì)之處歡迎指正。

審核編輯：湯梓紅