Маск «вдарив у лице» Чень Юйцюаню: 4680 успішно серійне виробництво, а також мільйони ватів швидкої зарядки

Маск все ще надто всебічний!

Довгострокове лідерство у автоматичному водінні — це вже само по собі, а тепер електрифікація знову повернулася до першої лінії:

Неочікуване розкриття у регуляторних документах Північної Америки розкриває найновішу технологію батарей Tesla, прямо видаючи таємницю:

Версія Tesla з мега-швидкою зарядкою вже серійно встановлюється на автомобілі.

Це все ще друга генерація батарей 4680…

Того часу, коли особисто вчив Маска робити справи, стверджуючи, що батареї 4680 не пройдуть, — перша особа у галузі, Юй Юйцюань, — так і був “змазан” технологіями та масовим виробництвом, отримавши “пощечину” від старого Маска.

Випадкове розкриття версії мега-швидкої зарядки Tesla

Джерело новини — публічний документ, поданий до Комітету з повітряних ресурсів Каліфорнії (CARB).

Спочатку цей документ був створений для розкриття інформації про ємність батарей нових важких вантажівок Tesla Semitruck, що вже серійно виробляються, але при детальному розгляді також було викрито найновіші параметри батарей Tesla:

Tesla Semitruck пропонує дві версії батарей:

• Довгий запас ходу: корисна ємність батареї 822 кВт·год, прогнозований запас ходу 500 миль (близько 805 км), пікова потужність 800 кВт, підтримка 1.2 МВт суперзарядки

• Стандартний запас ходу: корисна ємність батареї 548 кВт·год, прогнозований запас ходу 325 миль (близько 523 км), пікова потужність 525 кВт, також підтримка 1.2 МВт суперзарядки

Для порівняння, модель 3 і модель Y з довгим запасом ходу мають батарею приблизно 75-80 кВт·год — батарейний блок Semi у 10 разів більший за легковий автомобіль.

Але вага моделей 3 і Y ще менша — менше ніж 1/20 ваги Semitruck.

За цим стоїть комплексна робота з оптимізації аеродинаміки, ефективності системи з трьома електродвигунами та заходи з зменшення ваги у масовому виробництві, що дозволяє знизити енергоспоживання: реальні показники — близько 1.7 кВт·год/миля, тобто приблизно 0.6 милі на кіловат-годину, що значно краще за поширені у галузі електричні важкі вантажівки — 0.4-0.5 милі/кВт·год.

Що стосується швидкості зарядки, пікова потужність досягає 1.2 МВт (1200 кВт) — це версія Tesla з мега-швидкою зарядкою.

Обчислюючи на основі батареї довжиною 822 кВт·год, при піковій потужності 1.2 МВт теоретично можна за 30 хвилин поповнити близько 60% заряду — саме стільки потрібно за законодавством США для обов’язкової перерви водія.

Тобто час зарядки Semi повністю співпадає з законним часом відпочинку, і водій може зупинитися для відпочинку, а автомобіль одночасно поповнює заряд — без додаткових витрат часу на експлуатацію.

З цих даних видно, що батарейна система Semi — це не просто масштабування легкових моделей, а цілеспрямований інженерний проект для трьох типів важких вантажівок 8-го рівня.

Порівнюючи з власною лінійкою батарей Tesla, прогрес на Semi досить помітний.

Перша генерація батарей 4680 (використовувалася у Model Y з фабрики у Техасі) має щільність енергії 244 Вт·год/кг, пікова швидкість зарядки — близько 250 кВт, що відповідає станції V3. Друга генерація батарей 4680, Cybercell, має щільність 272 Вт·год/кг — приріст 11.5%; підтримка зарядки зросла до 1200 кВт, що відповідає станціям V4 та мега-зарядкам.

Порівнюючи з конкурентами, батареї BYD другого покоління Blade Battery вже серійно виробляються з 2025 року, встановлюються у Han L та інші моделі, мають щільність близько 190 Вт·год/кг (залежно від рівня елементів), підтримують пікову зарядку до 1500 кВт, використовуючи двопристрійну систему.

Нікецький CATL нещодавно представив четверте покоління батарей «Shenxing», з номінальною щільністю 260-280 Вт·год/кг, піковою зарядкою до 1200 кВт. Але ключова різниця — цей продукт планується запустити у виробництво лише наприкінці 2026 року, і наразі він ще проходить налагодження.

Висновок очевидний: Tesla після кількох років мовчання знову повернулася у лідери у технологіях батарей, разом із BYD — у першій лінії, хоча за абсолютними цифрами трохи більш консервативна.

Важливо, що мега-швидка зарядка Tesla та друга генерація батарей 4680 — це вже не лабораторні прототипи і не концепти на презентаціях, а серійні технології, встановлені у Cybertruck і Semitruck.

З цього погляду, Tesla випереджає CATL приблизно на рік.

Адже CATL лише нещодавно представила третє покоління батарей Shenxing, яке ще не запущене у серійне виробництво і планується на 2026 рік.

Це також найсильніша відповідь Маска на критику Юй Юйцюаня.

Як Tesla досягла цього

Прорив у батареях 4680 другої генерації — це не один технічний момент, а результат одночасної роботи над фізичним дизайном, електрохімічною системою і виробничими процесами.

Лабораторія університету Сан-Дієго провела точне розбирання та електрохімічне тестування Cybercell, щоб з’ясувати справжнє джерело покращень.

Найперше і найпряміше — це зменшення ваги корпусу, що дає “фізичну вигоду”.

Перше покоління 4680 для забезпечення структурної міцності великого 46-мм циліндричного формату батареї мало корпус товщиною 0.6 мм — типове “надмірне інженерне рішення”. Друге покоління зменшило товщину корпуса до 0.35 мм — зменшення приблизно на 42%.

Це досить радикально для інженерії — корпус діаметром 46 мм з товщиною лише третина міліметра, що має витримати напругу при намотуванні та тиск при пакуванні, — це виклик для сталевого штампування.

Але це дає дуже очевидний ефект: зменшення товщини корпуса звільняє внутрішній простір для активних матеріалів, а вага неактивних компонентів зменшується значно. Лише ця зміна дає близько 20 Вт·год/кг додаткової енергоємності.

Інакше кажучи, Tesla без зміни хімії, лише за рахунок підвищення точності виробництва, отримала майже 10% приросту характеристик.

Але фізичне зменшення — це лише частина рішення, справжній прорив — у покращенні електрохімічної системи.

Другий генератор батарей отримав новий позитивний електродний матеріал: з NMC 811 (нікель 81%, кобальт 12%, марганець 7%) до NMC 955 (нікель 91%, кобальт 5%, марганець 4%) — зростання вмісту нікелю на кожен відсоток підвищує ємність батареї. Вміст нікелю 91% вже досягає сучасного наукового фронту високонікелевих позитивних електродів.

Одночасно зменшення кобальту до 5% знижує залежність від руд у Конго та зменшує вартість матеріалів.

Ключовий момент — це зміна товщини електродів:

Реальні вимірювання показують, що товщина негативного електрода зменшилася з 250 до 240 мікрометрів — зменшення всього на 4%, тоді як позитивний електрод зменшився з 180 до 150 мікрометрів — зниження на 17%.

У літій-іонних батареях об’єм літію в межах позитивного і негативного електродів має бути строго збалансованим, і зменшення товщини позитивного електрода при збереженні обсягу літію — єдина можлива причина — активна речовина у позитивному електроді має вищу щільність.

Ця хімічна зміна додатково дає близько 10 Вт·год/кг, і разом із попередніми факторами пояснює зростання щільності з 244 до 272 Вт·год/кг у батареї Tesla 4680.

Крім щільності, мега-швидка зарядка залежить і від структури батареї, технологічних інновацій.

Головна проблема високошвидкісної зарядки — це нагрів через внутрішній опір. У батареї 4680 другого покоління зроблено кілька оптимізацій для зменшення опору.

Найбільша різниця з першим поколінням — анодна мідна фольга безпосередньо припаяна до дна, без традиційного колектора.

Далі — алюмінієвий позитивний колектор замість гратчастого дизайну, що збільшує площу електронного струму, і зменшення товщини електродів значно знижує іонний опір у твердому стані.

Ці три покращення разом зменшують нагрів під високими швидкостями зарядки/розрядки. Саме тому Cybertruck, хоча й обмежений у швидкості зарядки програмно, має апаратний потенціал для більш високих швидкостей — при знятті обмежень V4 станцій, внутрішній опір знизиться, і можна буде заряджати ще швидше.

Що стосується виробничих процесів, — наразі у другому поколінні батарей 4680 використовують сухий метод нанесення анода, тоді як катод ще залишається мокрим.

Пояснення щодо сухого методу — це революція у виробництві батарей, а не просто еволюція. Він виключає найенергоємніший і найдорожчий етап — мокре нанесення, що суттєво знижує вартість і прискорює виробництво.

Можна уявити цей процес як “сухий порошок, що пресується у електроди”, — наче сухе тісто, яке просто стискається, без додавання води і випікання.

За попередніми оцінками, вартість виробництва зменшується приблизно на 30%, а загальні витрати — на 10-20%, при цьому продуктивність у 7 разів вища за мокрий метод.

Повністю сухий процес означає, що батареї 4680 ще далекі від меж сучасних літій-іонних батарей, і Tesla має ще багато технологічних резервів.

Наприклад, сілієві аноди можуть підвищити енергоємність до 300 Вт·год/кг і зменшити час зарядки, їх планують запровадити за 1-2 роки; асиметрична ламінована технологія — одночасно підвищує щільність і швидкість зарядки, додатково на 35 Вт·год/кг; техніка додавання літію — теоретично до 330 Вт·год/кг…

Батареї з трьома компонентами — близько 400 Вт·год/кг — вже майже відповідають початковим рівням напівтвердих батарей, але за ціною переваги у 4680 значні.

4680 — це не шлях у глухий кут, а один із головних напрямків розвитку акумуляторів у найближчі роки.

Маск “змусив” Юй Юйцюаня “зачепитися”

Ця історія починається ще три роки тому.

Тоді голова CATL Юй Юйцюань на галузевій конференції прямо перед Маском заявив, що батареї 4680 мають структурні недоліки: великий діаметр ускладнює відвід тепла з центру, корпус не може бути достатньо міцним, і масове виробництво під великим питанням.

З того часу, за розвитком, можна сказати, що його оцінка була цілком обґрунтованою.

Адже перша генерація батарей 4680 у Tesla була посередньою: щільність — 244 Вт·год/кг, не відрізняється від 2170, зарядна швидкість — не відповідала очікуванням, і мокра технологія так і не була проривною.

Кажуть, що у відповідь на критику Юй Юйцюаня Маск мовчки прийняв її і не став заперечувати.

Пізніше багато експертів вважали, що шлях Tesla у розробці батарей 4680 зайшов у глухий кут.

Але, як і з власними чипами, — можливо, були невдачі і затримки, але Маск у кінцевому підсумку відповідає технологічним проривом.

Наприклад, зменшення корпусу 4680 другого покоління і структурна оптимізація вирішили проблему внутрішнього опору і тепловиділення; високий нікель у позитивних електродах у поєднанні з відповідним негативом подолали проблему енергетичної щільності; сухий анод вже запущений, і повністю сухий процес — на підході…

Зараз, дивлячись назад, можна сказати, що “прогнози” Юй Юйцюаня були цілком логічними — базуючись на перших продуктах, його оцінка була обґрунтованою. Але часові рамки технологій і масового виробництва вже його випередили.

Tesla за три роки довела, що так звані “вроджені недоліки” батарей 4680 — це не технологічний глухий кут, а просто інженерна проблема, яку можна вирішити.

Tesla постійно лідирує у автоматичному водінні, розвиває мультимодальні моделі та системи на основі даних, і тепер — у галузі L2, L4.

Після кількох років “застою” у електрифікації, компанія знову здивувала.

Крім того, нові технологічні дослідження доводять, що сучасний шлях розвитку літій-іонних батарей ще далеко не досяг фізичних меж — енергетична щільність може зростати, швидкість зарядки — прискорюватися, а вартість — знижуватися.

Порівняно з ще “на початковій стадії” цілком твердотільних батарей, поступовий шлях Tesla — це ключовий у майбутньому зниження вартості та випередження конкурентів.

Юй Юйцюань “змусив” Маска “зачепитися” за критику 4680, а тепер Маск відповідає найкращим технологічним проривом.

З одного боку, Tesla справді дуже всебічна.

З іншого — CATL за останні роки заробляє, не вкладаючи багато — це дуже просто.

Джерело статті: Smart Car Review

Ризики та відмови від відповідальності

Ринок ризикований, інвестиції — під ризиком. Цей матеріал не є інвестиційною порадою і не враховує особливих цілей, фінансового стану або потреб окремих користувачів. Користувачі мають самостійно оцінити, чи відповідають будь-які думки, погляди або висновки їхнім конкретним обставинам. Інвестуючи на основі цього, відповідальність несе особисто.