特斯拉全系使用21700電池?還會自燃嗎?

2021-01-08 嘿電

近日,據日本日刊工業新聞社(Nikkan Kogyo)報導,特斯拉的電池供應商松下計劃將18650電池生產線轉為21700電池生產線。目前,18650電池生產線負責為特斯拉的Model S和X供應電池。

最早,特斯拉車型使用了18650圓柱形鋰離子電池,而此類電池最開始用於筆記本電腦和其他電子設備中。為了讓其適應電動汽車的使用場景,特斯拉和松下做了大量改良研發和測試,讓18650動力電池通過了SAE的電池組極限測試和美國聯邦機動車輛安全標準(FMVSS)的測試。

不過隨著電動汽車行業的發展,特斯拉需要安全性更高、能量密度更大、電池循環次數更多的電池,所以換裝21700被提上了日程。2017年6月18日,特斯拉開始在Giafactory 1為Model 3生產21700電池。

而且,不久前特斯拉宣布將會推出新款的Model S/X車型,新款車型也會基於18650電池架構升級為21700電池。

據了解,有報導稱,松下考慮投資升級日本的18650電池生產線,用於生產其與特斯拉合作研發的新款21700電池,並計劃於本財年結束前完成日本工廠升級。松下對該報導發表評論稱,目前「沒有做出任何決定」。

嘿電點評:雖然松下官方並沒有對此消息做出正面回復,但是特斯拉換裝21700電池的趨勢應勢不可擋。畢竟18650電池的循環壽命和安全性相比現在寧德時代等國產廠家的VDA硬殼和軟包電池差太多,而且最近電動車自燃事件,也把特斯拉推到了風口浪尖上。所以,作為忠實合作夥伴的松下,為了繼續抱住特斯拉大腿,肯定會在21700電池上有所動作的。

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    下圖a和b為兩種結構的電池在不同倍率下的充放電電壓曲線,可以看到兩種結構的電池的電壓曲線非常接近,但是在較高的倍率下,21700電池的放電極化相對較小,這主要是因為21700電池內阻更小,同時放電過程中電池內部的溫度也更高。
  • 18650電池和21700電池全面對比
    作者製備的18650電池的容量為1.625Ah,重量為41g左右,內阻為25mΩ,而21700電池容量為2.457Ah,重量為59.71g,內阻為13.2mΩ。下圖a和b為兩種結構的電池在不同倍率下的充放電電壓曲線,可以看到兩種結構的電池的電壓曲線非常接近,但是在較高的倍率下,21700電池的放電極化相對較小,這主要是因為21700電池內阻更小,同時放電過程中電池內部的溫度也更高。
  • 關於18650電池以及21700電池概念及其優勢詳解
    18650電池一般採用鋼殼封裝,在汽車發生碰撞等極端情況下,更能儘量減少安全事故的發生,安全性更高。除此之外,18650每個電池單元的尺寸小,將每個單元的能量可控制在較小的範圍,與使用大尺寸電池單元相比,即使電池組的某個單元發生故障,也能降低故障帶來的影響。
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    同時我們還注意到在相同的負極厚度下,幾種不同結構的電池能量密度是比較接近的,電池的結構對於能量密度的影響比較小。下圖為18650、20700和21700三種電池的內阻與電池能量之間的關係,從圖中我們能夠注意到電池的內阻明顯分為了兩大陣營,18650電池陣營,20700和21700陣營,18650電池的內阻要明顯高於21700和20700電池。
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  • 21700電池或將取代18650電池成為新標準型號
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    編者按:18650電池與21700電池未來發展如何,且拭目以待。   隨著近幾年新能源汽車的火熱發展,鋰電池也隨之大火。
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    21700鋰電池是為了適應電動汽車對更長續行裡程的要求,為提高車輛電池空間有效利用率,而開發出的新型號,和18650鋰電池有什麼區別呢?以特斯拉使用的21700鋰電池為例,從18650型號切換至21700型號後,電池單體容量可以達到3~4.8Ah,大幅提升35%。(2)電池系統能量密度提升約20%。特斯拉披露的數據來看,早期使用的18650電池系統能量密度約250Wh/kg,後來其使用的21700鋰電池系統能量密度在300Wh/kg左右,21700電池的體積能量密度比原有的18650高出近20%。
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