特斯拉的电池革命 马斯克为何称以前的电池都是错误?

2020-08-10      995 次浏览

有关特斯拉Model3,很多人都去关注它的价格和续航了,很少有人去关注它的电池,但恰恰相反,Model3的电池才是这款车的亮点所在,Model3并没有采用与models相同的18650型电池,反而用上了更好、更先进的21700电池。


心脏是一个人的关键,汽车也有“心脏”,燃油车的心脏是内燃机,电动汽车的心脏是电池,“心脏”的好坏决定了车辆行驶的长短。


特斯拉自诞生之初,一直就长期活跃在国内外的新闻上,前有特斯拉产量不足,不能按时交付,后有埃隆·马斯克(ElonMusk)称为了不受上市影响,想要退市的消息,种种事件都把特斯拉炒的火热。


有关特斯拉Model3,很多人都去关注它的价格和续航了,很少有人去关注它的电池,但恰恰相反,Model3的电池才是这款车的亮点所在,Model3并没有采用与models相同的18650型电池,反而用上了更好、更先进的21700电池。


特斯拉继续领跑电动汽车领域


特斯拉推出21700型电池一是为了引领技术方向,二是迫于成本压力。


在电动汽车的电池领域,一直保持着圆柱形锂离子电池软包电池和方形锂离子电池三分天下的局面,特斯拉的18650型电池和21700型电池就属于圆柱形锂离子电池,它是商业化最早,生产自动化程度最高,当前成本最低的一种动力锂电池


根据目前特斯拉披露的信息,在现有条件下,其生产的21700电池系统的能量密度在300Wh/kg左右,相比其原来18650电池系统的250Wh/kg约提高20%。同时根据松下的动力锂离子电池单体的测试数据来看,其21700电池的体积能量密度远高于18650型电池单体。单体电芯能量密度的提升要远高于成组后提升的20%幅度。


300Wh/kg应该是目前纯电动汽车中,能量密度最高的三元锂离子电池,能量密度的提升直接提升的就是续航里程。


换电池既为续航,也为成本


埃隆·马斯克(ElonMusk)在Model3项目成立之初就给这款车定价3.5万美金,旨在降低特斯拉的售价。


假如依然采用与models相同的电池系统,成本就会超支,但假如减少model3上的电池块,续航里程又达不到预期。面对这种局面,只能去寻找一种成本更低,但续航里程却不减少的电池。


显然按照目前的状况来看,埃隆·马斯克(ElonMusk)对21700型电池很满意,首先是电池单体电池容量可以达到3~4.8Ah,提升度达到了35%,成组后能量密度依然提升20%。其次是特斯拉18650电池系统成本约为171美元/Wh,改用21700后,电池的系统成本约为155美元/Wh,实现了9%左右的成本降低。


特斯拉的起家离不开18650型电池,但埃隆·马斯克(ElonMusk)对18650型电池却没有我们所想象的那么持肯定态度,他曾在社交媒体上公开表示:18650电池的出现完全是一场历史事故,它是早期产品的标准,现在只有21700电池才能满足电动汽车对电池性能的要求。


21700电池真的完美无缺吗?


虽然21700型电池在续航和成本上相对18650型电池更优秀,但假如从电池的循环寿命上来说却有着缺陷。


21700型电池相比18650型电池,增大了圆柱电芯的物理尺寸,虽然这会新增能量容积,但同时会降低电芯循环寿命和倍率等性能。假如持续增大尺寸,电芯安全性和适配性都会降低,无形之中新增新能源汽车安全隐患和设计难度,据测算,容量每提升10%,循环寿命大约会降低20%;充放电倍率降低30-40%,同时电芯会有20%左右的升温。电池温度的升高,循环寿命的减短,这对电动汽车来说就是致命的缺陷。


理论上,相比18650电池,21700电池寿命更短、同等容量充电时间更长、安全性更低,但假如特斯拉的BMS足够出色,那这些问题也是可以优化的。


写在最后


从国家对动力锂离子电池能量密度的指引目标来看,2020年动力锂电池单体能量密度要突破300Wh/kg,动力锂电池系统能量密度达到260Wh/kg。目前做的最好的18650电池达不到这个技术要求,所以选择更优的电池成了未来的选择。


21700电池的使用,对特斯拉电动汽车的车重、续航、成本都会有很大的帮助。从现在来看,特斯拉model3无论是续航还是价格上,都会存在惊喜,这些条件或许可以让它成为一匹黑马。


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