Inuti battericellen


Ovanstående video där någon klipper upp ett Tesla-batteri för att titta inuti är väldigt informativt – om du stänger av ljudet. I stort sett allt han säger är nämligen fel så låt bara bilderna tala för sig.

Innehållet i battericellen är kanske inte så som de flesta föreställer sig ett batteri. Inuti aluminiumhöljet döljer sig nämligen tre folier väldigt tight ihoprullade. Kopparfolien är anoden i batteriet, det är den som oxiderar och lämnar ifrån sig elektroner. Den svarta folien är katoden, den består av en tunn aluminiumfolie belagd med litium-kobolt-oxid och grafit. Pappret emellan dem är indränkt i den litiumsaltlösning som gett litiumjonbatterier deras namn, trots att den utgör endast 2% av batteriet.

cellcontents

De tre folierna behöver inte vara upprullade för att batteriet ska fungera. Det finns litiumjon-batterier där samma tre folier är bara istoppade i en vakuumförseglad påse. Sådana batterier används oftast i mobiltelefoner, där batteriet måste vara platt. I mobiler där batteriet är utbytbart brukar man stoppa påsen inuti en platt plasthölje för att göra den mindre ömtåligt.

pouch

Vissa har undrat hur tillverkarna lyckats göra så platta batterier till mobiltelefonerna, hur kunde de göra om runda tjocka batterier till papperstunna platta? Egentligen är det nästan tvärtom, det är bara å låta bli att rulla upp folierna så får man ett platt batteri istället.

nissanbatt

De fyrkantiga battericeller som ingår i många elbilars batteripack innehåller helt enkelt några platta battericeller i sina påsar staplade ovanpå varandra. Trots att de heter prismatiska batterier är de helt fyrkantiga.

De flesta elbilar innehåller battericeller liknande bilden ovan, innehållandes oupprullade folier i vakuumförpackning. Det är i stort sett endast Tesla som har valt en annan väg, med runda battericeller med upprullade folier. Främsta anledningen till detta är värmehanteringen. Under hög belastning, när batterierna ska lämna ifrån sig mycket ström eller laddas med hög effekt, blir battericellerna varma. I de platta batteripack många elbilar använder (se bilden ovan) får cellerna i mitten av packet svårt att göra sig av med värmen. Tesla som har individuella aluminiumskal runt varje batteri och cirkulerar kylvätska mellan cellerna har mycket lättare att leda bort värmen som uppstår. Det är därför Teslas batterier kan laddas snabbare och kan leverera tillräckligt med ström för ludicrous-accelerationer.

 


TCS ett år sedan: Medelpriset för Tesla Model 3 $42,000

För ett år sedan twittrade Elon Musk ut att medelpriset med genomsnittliga tillbehör kommer hamna kring 42 tusen dollar.

 

Tagged . Bookmark the permalink.
  • Fredrik

    Ja de var väldigt intressant att se, hade inte en aning om att uppbyggnaden är så på enkel om man ser detta som en lekman.

  • Edvin Jacobsson

    Men om kylningen är den enda skillnaden, kan man inte bara lägga kylning mellan lagren i av platta celler?

    Det borde ju om inte annat ge ännu mera kontaktyta mot kylningen?

    • Magnus Olsson

      Tänkte samma sak som dig, jag vet inte hur de gör i platta batterier i bilar, men ser man till de platta batterierna som används för exempelvis drönare, laptops och telefoner så är de ofta LiPo batterier som är Litium Polymer alltså inte samma typ som de som är runda.

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      Ja alldeles för stor kontaktyta. Resultatet blir för lite energitäthet. Försök till illustration:
      platt batteri
      ==========kylslang
      platt batteri
      ==========kylslang
      platt batteri
      ==========kylslang
      platt batteri
      ==========kylslang
      platt batteri
      ==========kylslang
      platt batteri

      Jämfört med:
      ==========kylslang
      OOOOOO <– sex runda batterier

      Samma antal batterier men de runda kräver färre kylslangar och mindre utrymme.
      Hoppas ovanstående går att tyda och förstå.

      • Magnus Olsson

        Sen tror jag lite att det var en lyckträff för jag misstänker att Tesla kom på att runda batterier enligt standardformatet var mycket billigare att köpa när de startade än specialbyggda platta. Sen att kylningen också var enklare och bättre var det som avgjorde.

      • Klas

        Jag är oftast imponerad av dina inlägg. Men det finns exempel på kombination bättre kylprestanda och bättre packningstäthet än Tesla. GM Volt.

  • JH

    Man har kastat fram iden att en väg att elektrifiera flygplan är att utnyttja sig av dessa platta batterier som en del av vingarnas uppbyggnad. Eftersom det finns en proportionalitet mellan area och lagring, och vingarean är mycket stor på ett flygplan så kan man med enkla medel låta batteriet var en del av vingen strukturella uppbyggnad (som dessutom får en mycket stor kyl area, täckt av värmeledande aluminium.

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      Om flygplanet ska flyga högt upp där det är -30 grader gillar inte batterierna direktkontakt med det. Värmen från batterierna kommer nog till mer nytta att värma passagerarkabinen med. Ev överskottsvärme är dock bra sätt att bli av med via vingarna.

      • JH

        Det du säger är helt sant, och tempen stannar inte på -30 på 10km höjd. Standardatmosfär på 12000 meter är -54 celsius, och flyger du över polerna så kan det lätt droppa till -75-80. Det blir rejält kallt. Å andra sidan är det rejält hett när man startar på dagen i Dubai, då vingarna fungerar som fina solfångare… Så temperaturkontrollen av batteriet är nog ett av de mer komplicerade problemen enligt min ringa mening.
        EDIT: Man skall dock tänk på att kompressibilitets effekten (som förvisso varierar med flygplanets utformning) kan ge en betydande temperaturhöjning i gränsskiktet mellan skal och omslutande luft. På ett typiskt passagerar plan (som har mac 0,8-0,9) så är effekten betydande, och kan öka temperaturen (betydande på ett otal faktorer) med 25-30 grader), och i supersoniska plan som tu144 och concorde, till 100 plusgrader.

        Så frågan är inte enkel, det finns många faktorer att ta hänsyn till för att hålla sig inom det ‘envelope’ som kan anses vara säkert.

  • Peter Thorsen

    Jeg gætter på at de opgivne %-dele af de enkelte bestanddele af batteriet er vægt-%. Eftersom Lithium er meget lettere end Copper og Mangan vil mængden af Lithium målt i volumen ~ antal aktive atomer være noget højere, måske svarende til 15 – 20 % (gætter jeg igen)

  • Kingsthrone

    Mycket bra skriven artikel! Tack för infon!

  • Tony

    Den sista delen av videon gav ju inte riktigt väntad effekt, han fick inte alls fyr på folien öht. :-)

  • Klas

    Han borde ha handskar på sig. Även om ni laddar ur ta inte på ytorna med metaller.