拆解特斯拉早期4680电芯，读取几个关键信息

之前知名汽车拆解博主Munro Live宣布将对特斯拉早期4680圆柱电池（德克萨斯制造的特斯拉 Model Y）进行拆解和分析，这是非常值得期待的。而其实网上已经有极客做了拆解，7月4日千叶第一时间写了《特斯拉4680电芯拆解报告》，我就着他的分析做一些解读，希望大家能看懂一些信息。

表1 拆解信息表：

PART 1：拆解和测试

1）特斯拉的4680外壳是否带电？

在之前有猜测：“4680电芯的钢壳是不带电的，因此不需要再额外的增加绝缘材料，可以让电池系统体积利用率尽可能的提高。”但是随着拆解测试来看，这个猜测是不对的。

图1 测试电芯电压测量

2）负极集流盘与盖板

如下图所示，负极集流盘具有弹性元器件，而负极盖板是电芯四周一圈白色的绝缘材料，中间突出块密封钉，从中心注液后密封，材质应该是铜质密封钉。在特写照片中，电芯的白色绝缘圈清晰可见，在新版的中心注液孔密封材质发生了变化，对比之前特斯拉电池日上所展示的变更为铜。 

图2 4680的负极电芯拆解情况

负极盖板内侧具有凹槽，与节流盘弹性连接件接触，然后通过一个绝缘环套着，如下图所示：

图3 4680底部绝缘环

负极集流盘设计很有特点，共计6个“花瓣”，每个“花瓣”3长2短共5条焊缝，在拆解以后全极耳受损严重。

图4 4680的负极集流盘设计考虑

正极集流盘和负极相似，也是6个“花瓣”，每个“花瓣”3长2短共5条焊缝。（备注：“花瓣”式设计主要是为了激光焊时的公差补偿）

图5 正极的集流体形状

两个集流盘的差异为——

• 正极集流盘:花瓣与边缘连接，厚度400um。

• 负极集流盘:花瓣与中心连接，厚度260um。

两种不同材质的材料估计做了一些阻抗的匹配计算。

图6 正负集流体

这里我们也看到了一些问题：考虑绝缘的设计，正极绝缘片覆盖整个电芯截面积，因此全极耳所有电流最终汇集到正极极柱，热量集中在正极极柱位置，所以这个估计也是后续需要顶部散热（通过外部Busbar）的最主要原因。

图7 4680电池的顶部结构

然后把4680的壳体进行测量，壁厚635微米，圆柱侧面预估质量为58.2g。

图8 计算过程

PART 2：卷芯

4680的卷芯上面使用了黄色和绿色两种终止胶带。从设计来看，正极涂布与铝箔边缘存在安全间隙，正极铝箔边缘极耳清晰可见，且紧密排列。

图9 正极涂布的特点

· 卷绕最外层：隔膜长一圈包裹整个卷绕。 

· 卷绕最内层：卷绕最内层隔膜形成卷芯。 

图10 电芯的隔膜结构

在这里，我们也看到了千叶的总结：

1）在拆解视频中，没有披露我们感兴趣的基本信息，包括容量、电压、质量、能量密度。

2）使用基本的万用表测试，OCV测试异常，这个电压太小了。

3）在内部没有看到泄压阀，如何保证电芯往下Venting，这里需要用实物测试下。

4）顶部的正极绝缘片会降低传热效率，目前来看老的设计中为了绝缘，所有的电流路径都集中在正极极柱，这使全极耳优势无法发挥。

5）从外表来看正极极柱尺寸似乎太小，阻抗是否能满足要求取决于特斯拉的计算，这里很怀疑是否能够满足将来Super Charging V4散热及内阻要求。

图｜网络及相关截图

作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。