این شرکت یک استراتژی کاملاً متنوع از نظر قالب سلولی، شیمی کاتد و تامین کنندگان دارد.
تسلا بزرگترین تولیدکننده خودروهای الکتریکی (با باطری شارژی) در جهان است و بسیاری تعجب می‌کنند که این شرکت از چه باتری‌هایی استفاده می‌کند. آیا نوع باتری مخفی وجود دارد که به آن امکان موفقیت میدهد؟
خوب، اگر به تقریباً 20 سال تسلا نگاه کنیم، به نظر میرسد که راز نه در یک باتری خاص، بلکه در رویکرد
- بسیار عملی
- انعطاف پذیر
- برای تکامل مداوم
- سازگاری
- و جستجوی فرصت‌ها
نهفته است.
شکل سلول باتری‌های تسلا
زمانی که این شرکت سفر خود را با تسلا رودستر اصلی آغاز کرد، انواع زیادی از باتری‌های لیتیوم یونی برای انتخاب وجود نداشت.
تسلا به سادگی تصمیم گرفت از باتری‌های استوانه‌ای نوع 18650 (که اخیراً 1865 نامیده می‌شود) استفاده کند که برای اهداف عمومی طراحی شده‌اند.
استفاده از آنها به دلیل تعداد زیاد سلول‌های کوچک (ظرفیت کم) در بسته باتری (چند هزار) مشکل بود، اما با کیفیت ثابت و با حجم بالا در دسترس بودند.
با مهندسی برجسته برای مدیریت الکتریکی و حرارتی (خنک کننده مایع)، تسلا مسیر عملی را طی کرد.
سلول‌های نوع 1865 در رودستر و مدل S/Model X استفاده شدند. تامین کننده اصلی این سلول‌ها برای تسلا پاناسونیک (از ژاپن) است.
بعداً، تسلا متوجه شد که بهتر است یک سلول باتری بزرگتر (ظرفیت بیشتر در هر سلول و تعداد سلول کمتر)، بهینه‌سازی شده برای خودروهای الکتریکی داشته باشد.
اینگونه بود که سلول استوانه‌ای نوع 2170 با حجم بالایی برای تسلا مدل 3/تسلا مدل Y و همچنین محصولات ذخیره انرژی وارد بازار شد.
جدیدترین باتری تسلا چیست؟
جدیدترین و تاکنون بزرگترین فرمت سلول استوانه‌ای، 4680-type، امسال وارد بازار شد.
این سلول از نظر فیزیکی 5 برابر بزرگتر از نوع 2170 است که امکان
- بهینه سازی بیشتر سیستم
- و معرفی برخی فناوری‌های جدید
را فراهم می‌کند. با این حال، اندازه و راه حل‌های جدید تولید آن را چالش برانگیز می‌کند.
به همین دلیل است که تسلا توسعه و تولید داخلی خود را در کالیفرنیا و تگزاس آغاز کرده است و تامین کنندگان از جمله پاناسونیک را تشویق می‌کند تا تلاش‌های خود را تسریع بخشند.
اینها سه نوع سلول استوانه‌ای هستند که توسط تسلا در خودروهای الکتریکی خود استفاده می‌شود.
اما نوع چهارمی وجود دارد، نوع منشوری، برای باتری‌های LFP که توسط CATL عرضه می‌شود.
از سه ماهه اول 2022، تقریباً نیمی از خودروهای تسلا به باتری‌های LFP منشوری مجهز بودند.
این مثال واضح دیگری از انطباق عملی با تقاضای بازار است، زیرا باتری‌های LFP منشوری پایه و اساس مدل‌های ارزان‌تر تسلا هستند.
انواع سلول باتری خودروهای تسلا
- 1865 نوع (18 میلی‌متر قطر و 65 میلی‌متر ارتفاع)
استفاده: رودستر (اصل)، مدل S، مدل X
- نوع 2170 (قطر 21 میلی‌متر و ارتفاع 70 میلی‌متر)
استفاده: مدل 3، مدل Y
- نوع 4680 (قطر 46 میلی‌متر و ارتفاع 80 میلی‌متر)
استفاده: Model Y Made-in-Texas (در آینده نیز مدل Y آلمان و مدل های جدید)
- منشوری
استفاده از: مدل 3 سطح مبتدی و مدل Y
شیمی سلول باتری‌های تسلا
تمام باتری‌های کششی تسلا باطری لیتیومی یونی هستند، اما همه آنها یکسان نیستند. چندین شیمی کاتد اصلی وجود دارد که هر کدام در طول سالها تکامل می‌یابند.
سه نوع کاتد اصلی در خودروهای الکتریکی تسلا:
- نیکل-کبالت-آلومینیوم (NCA)
- نیکل کبالت منگنز (NCM)
- لیتیوم فسفات آهن (LFP)
دو مورد اول
- NCA
- و NCM
دارای چگالی انرژی بالایی هستند که آنها را مستعد استفاده در نسخه‌های دوربرد خودروهای تسلا می‌کند.
این دو نوع در سلول‌های استوانه‌ای استفاده شدند.
LFP یک نوع کم تراکم انرژی است. این محصول حاوی نیکل یا کبالت نیست و همین امر باعث کاهش قیمت و راحتی خرید باطری آن می‌شود.
برای مدل‌های سطح پایه و سیستم‌های ذخیره انرژی کاملاً مناسب است. تسلا از سلول‌های LFP منشوری CATL استفاده می‌کند.
تسلا تلاش می‌کند تا محتوای نیکل را افزایش داده و محتوای کبالت را در باتری‌های NCA و NCM کاهش دهد که این امر باعث کاهش هزینه و بهبود چگالی انرژی (و برد) می‌شود.
با این حال، حذف کبالت به دلیل نقش آن در ایمنی و طول عمر باتری آسان نیست.
این شرکت همچنین خاطرنشان می‌کند که در سال‌های آینده، تقاضای مطلق کبالت افزایش خواهد یافت، زیرا پیش‌بینی می‌شود رشد تولید باتری‌ها و وسایل نقلیه از نرخ کلی کاهش کبالت بر اساس هر سلول پیشی بگیرد.
همچنین باید به یاد داشته باشیم که کاتد تنها عنصر باتری نیست و بهبودهای دائمی در همه عناصر از جمله آند (سیلیکون در مقابل محتوای گرافیت) و الکترولیت وجود دارد.
تامین کنندگان باتری خودروهای تسلا
در نهایت، تامین کنندگان باتری. در ابتدا و برای مدت طولانی، تامین‌کننده اصلی باتری تسلا، سلول‌های پاناسونیک
- 1865
- و 2170
با شیمی NCA بود.
اما بعدا
- LG Energy Solution (سلول‌های نوع 2170 با شیمی NCM)
- و CATL (شیمی LFP منشوری)
به آن ملحق شد.
علاوه بر این، تسلا تولید باتری خود را آغاز کرده است، سلول نوع 4680 با شیمی نامشخص (اما به احتمال زیاد یک باتری متراکم انرژی بالا).
سلول 1 میلیونی تسلا در ژانویه در کالیفرنیا تولید شد (یک ماشین الکتریکی ممکن است به حدود 1000 سلول از این قبیل نیاز داشته باشد).
منبع :