為何特斯拉棄用老夥伴18650,轉而換裝大電子菸用的21700電池?!

2020-11-29 蘿蔔報告

最近特斯拉一直遊走在國內外的新聞頭條上,撲面而來的都是Model3延期交付、停產等等負面新聞。不過,隨著披露信息越來越多,Model3 P80D的參數也得到了曝光,其最大的變化就是使用了全新的21700電池替換掉了原來的18650電池

18650電池是什麼

18650與5號電池對比

為了讓大家能輕鬆搞懂21700電池,和朋友在一起時更有談資,咱們不如先來簡單回顧一下特斯拉目前使用的18650電池,畢竟原理都是一樣的。

18650作為圓柱形電池,它與普通電池的AA電池外觀不無兩樣。也正是這樣,使它廣泛適用於各種電子產品。並且相比起傳統的AA5號電池來說,它的體積更大,也就更能夠保證它的容量

這裡就不得不提一下它的命名方式,作為圓柱形電池,它們有著一套非常簡單的命名規則,就拿18650舉例,前面兩位表明這款電池的直徑是多少毫米,後面位數則表示電池的高度和形狀(數字0代表為圓柱),也就是說18650電池為18mm直徑,65mm高的圓柱形電池。最早這種標準是被索尼所推行出來,不過由於鋰電池的造型會根據需求變的千奇百怪,所以在最開始的時候這種命名方式並沒有真正被推崇。

隨著強光手電、筆記本電腦等等的發展,18650迎來了自己的產品巔峰時期,除了國外的松下、索尼等大品牌製造以外,國內的各種小作坊也開始製造這種電池。只不過相比於國外廠商平均3000多毫安的容量來說,國內的產品在容量上並不佔優勢,並且不少國產電池糟糕的品控也直接把18650電池的名譽給毀了。

為什麼使用18650電池

iPhone X的電池就屬於層疊式的一種

特斯拉之所以選擇18650主要就是看上了這種電池成熟的技術、相對優秀的能量密度、足夠穩定的品控。再加上特斯拉作為一家新晉的汽車廠家,在之前它並沒有任何生產電池的技術,所以與其說自己研究或找代工廠做層疊式電池,那還不如直接購買優秀廠家的成熟產品來的划算。

700瓦時的18650電池組

不過相比於層疊式電池來說,18650的體積更小,單體能量更低!也就是說需要更多的單塊電池來組成合適的電池組,從而提高車輛的續航能力。這就形成了一個技術難題,如何去管理這上千塊的電池?

為此,特斯拉專門打造了一套尖端的BMS電池管理系統來管理這上千塊的18650電池(由於管理系統比較複雜,本文就先不贅述了,後續有機會慢慢給大家講解)。在精密的管理系統下,配合著18650電池出色的品控,超高的個體一致性,這也讓整套系統可以保持很高的可控性以及穩定性。

但由於這套BMS電池管理系統過於厚重,所以這也直接引出了另一個致命的問題,如何解決這套電池系統的散熱?!

如果你拆過目前的智慧型手機電池,你就能發現,這種層疊電池並沒有採用堅硬的外殼,而是通過很薄的鋁板來保護內部,這樣做的好處就是它可以造得很薄,從而不用過多的擔心散熱問題。不過缺點就是很容易破碎,甚至用手就能給掰彎、冒煙。

18650的金屬保護殼

但18650電池就不一樣,為了滿足安全性,18650的電池外面是一層鋼製或鋁合金結構,以此來避免電池爆炸。但也正是這樣堅固的結構,對散熱提出了巨大考驗,尤其是當8000塊電池放在一起的時候。

特斯拉BMS系統

特斯拉採用發動機排氣歧管的布置方式,通過液體對電池進行降溫,並且保證每個電池的溫度差別不會超過5度。但這種散熱就提出了另外一個問題:重量與成本!

因為如果單獨拿18650電池的能量密度和層疊式電池的能量密度相比,18650是明顯佔優的。但是如果把BMS電池管理系統的重量同樣算到18650電池組裡的話,那麼層疊式電池在能量密度方面就會反超18650!也足以證明這套BMS系統到底有多複雜。所以為了解決重量與成本的問題,最簡單的辦法就是把技術相對過時的18650電池換掉。

21700電池有什麼優勢

由於圓柱形電池產品已經非常成熟,所以可以直接在原來18650的基礎上,通過增加3mm的直徑50mm的高度來增加體積,帶來更大的毫安時。此外,由於體積變大,21700電池還增加了多級電耳,以輕微提高電池充電速度。並且,電池的體積變大,車輛整體的電池數量也會相對減少,降低了BMS系統的複雜程度,順帶減輕了重量和成本。

搭載了21700電池的電動山地車

不過特斯拉並不是最先開始使用21700電池的廠家。早在2015年,松下就首先在自己研發的電動自行車上就使用了這種電池。之後特斯拉看到這種電池使用效果很贊,於是便像松下提出購買升級需求,加上二者的長期合作關係,Model3使用上21700也就順理成章了。

Model S能否使用上21700

根據馬斯克的發言來看,我認為近期應該不會採用,不過肯定會在下次改款的時候使用上21700,畢竟這種電池無論是對生產成本還是售價來說都起到了非常積極的作用!

更何況目前電動車面臨的首要問題從淺層次來看是電池技術什麼時候可以有質的飛躍。但是如果從深層次來看則會拋出兩個非常令人頭疼的問題,那就是在長續航和快充電中間選誰。而馬斯克似乎選擇的快速充電,因為他已經明確表示並不希望看見Model S和Model X的總電量超過100千瓦時。

特斯拉Model S底盤

同時還有另外一個問題同樣需要解決,那就是底盤設計。18650電池與21700電池的大小不一樣,這就會直接導致安裝電池組的底盤設計發生改變。也就是說,特斯拉需要為現售車型重新設計底盤以滿足安裝21700電池的需求。

最新的Model 3 P80D數據

作為目前已知的最快Model 3車型,Model 3 P80D在前後各搭載了一臺電動機,從而實現電傳四驅系統。0-100km/h加速3.6秒,綜合路況續航裡程為498km!採用21700的電池組容量也達到了80.5千瓦時,也正是P80D名字的來源。

搭載21700三元鋰電的北汽新能源廂式貨車

其實21700電池早已經不是什麼先進的技術,如果你打開淘寶便能搜索到21700電池,它同樣與18650電池一樣應用於手電、電子菸等可攜式設備。此外,國內北汽和金龍的兩款廂式貨車也早在去年夏天便是用上了21700電池組。以此看來它並不是什麼黑科技,國內廠家也有在生產,只不過是Model 3的話題屬性將它推上了風口浪尖。而我更加關心的是Model 3什麼時候才能在國內交付!

蘿蔔開會

電動車在長續航與快速充電之間如果只能選擇其一,你會選哪個?

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  • 一文了解18650與21700電池
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  • 關於18650電池以及21700電池概念及其優勢詳解
    如今應用較廣泛的圓柱鋰離子電池有18650電池以及21700電池。 18650電池: 18650電池原指鎳氫電池和鋰離子電池,由於鎳氫電池現在比較少用,所以現在多指鋰離子電池。18650是鋰離子電池的鼻祖--日本SONY公司當年為了節省成本而定下的一種標準性的鋰離子電池型號,其中18表示直徑為18mm,65表示長度為65mm,0表示為圓柱形電池。
  • 揭秘特斯拉為何淘汰穩定的18650電池
    打開APP 揭秘特斯拉為何淘汰穩定的18650電池 佚名 發表於 2017-02-06 17:11:29 最近,特斯拉與松下這對兒
  • 18650/21700電池性能、成本大比拼
    自從1994年松下公司首次推出18650型號鋰離子電池以來,該型號鋰離子電池已經取得了巨大的成功,特斯拉早期推出的Model S、X和3系電動汽車採用的就是由日本松下公司提供的18650電池,近年來為了提高電池包的能量密度,減少電池包內電池的數量,松下公司又推出了容量更大的21700型號鋰離子電池,並應用在最新的Model 3車型上。
  • 馬斯克:18650電池是一場事故,未來是21700的天下
    值得注意的是,能讓特斯拉推出如此平民級電動車的關鍵,在於其使用了加粗加長的升級版電池——21700電池。與18650電池一樣,特斯拉21700電池也是圓柱形鋰電池中的一種。其中「21」指電池直徑為21mm,「70」指高度為70mm,「0」代表圓柱體型的電池。
  • 18650電池和21700電池全面對比
    但是18650電池容量較小,在動力電池領域應用時,往往需要上萬隻單體電池組合成為電池組,因此導致電池組的管理難度大幅上升,因此在特斯拉的帶領下,掀起了一場21700替換18650電池的風暴。相比於18650電池,21700電池的容量更高,減少了電池組內單體電池的數量,降低了電池組的複雜程度,吸引了眾多的關注。
  • 18650電池和21700電池全面對比
    傳統的18650電池具有成熟的配套產業鏈,成本低廉,是一種理想的鋰離子電池,在消費電子領域得到了廣泛的應用。但是18650電池容量較小,在動力電池領域應用時,往往需要上萬隻單體電池組合成為電池組,因此導致電池組的管理難度大幅上升,因此在特斯拉的帶領下,掀起了一場21700替換18650電池的風暴。
  • 特斯拉全系使用21700電池?還會自燃嗎?
    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。
  • 18650與21700有什麼區別?
    18650與21700體積對比(1)同種材料,21700鋰電池相比常見的18650鋰電池容量高35%以上。電池單體容量提升35%。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%。
  • 什麼是21700電池?21700鋰電池技術優勢
    什麼是21700電池?21700鋰電池技術優勢。與18650電池一樣,特斯拉21700電池也是圓柱形鋰電池中的一種。21700型鋰電池能量密度比我們熟知的18650型電池更高,而且成組之後成本反而會降低。
  • 18650大撤退
    2019年上半年,18650圓柱動力電池在新能源汽車上裝機佔比為3.7%,而去年全年18650佔比在6.7%,還有進一步下降趨勢。甚至有業內人士稱,2019年,18650電池將退出汽車領域。為何18650電池的裝機率會下降,又是哪種電池擠佔了18650的市場份額?未來會怎樣?
  • 從18650到21700,圓柱電池真的越大越好嗎?
    早在2017年初的投資者見面會上,特斯拉宣布與松下聯合研發的新型21700電芯開始量產,特斯拉稱這款電池將在 Gigafactory超級電池工廠生產,並強調這是目前可量產的圓柱電芯中能量密度最高且成本最低的產品。
  • 18650電池將退出汽車領域?將被哪種電池取代?
    甚至有業內人士稱,2019年,18650電池將退出汽車領域。sSOednc為何18650電池的裝機率會下降,又是哪種電池擠佔了18650的市場份額?未來會怎樣?sSOednc18650成為動力電池特斯拉在生產電動汽車的時候,只有18650電池最為成熟。
  • 為什麼特斯拉將用20700代替18650?
    為什麼特斯拉將用20700代替18650? 胡薇 發表於 2018-10-08 15:35:53 為什麼特斯拉會對圓柱電池「情有獨鍾」,「圓柱電池」身上到底有哪些優點讓特斯拉這個「技術男」念念不忘呢?
  • 21700電池或將取代18650電池成為新的標準型號
    Tesla表示,「選擇21700,不是它的絕對性能優於其他型號,是物理性與經濟性綜合均衡的結果。」下圖:圓柱形電池尺寸系列 注:N1——圓柱電池的直徑;N3——不包含極柱的電池高度。有研究人員稱,圓柱電池的物理尺寸增加不止提升能量密度,同時會降低循環壽命和倍率等性能。據測算,容量每提升10%,電池循環壽命大約會降低20%。
  • 21700電池或將取代18650電池成為新標準型號
    為此,電池生產商們可謂悲喜交加:喜的是,新能源汽車市場的逐年利好;悲的是,提升電池能量密度與降低生產成本的焦慮。據了解,gb/t34013-2017標準明確規定了電動汽車動力電池單體、模塊和標準箱規格尺寸,適用於電動汽車上的鋰離子電池、金屬鉛化物鎳蓄電池和其他類型蓄電池。
  • 為何特斯拉用七千多節小電池卻不用大單體電池?真的是技術領先?
    特斯拉今年可謂是風光無限,從年初的國產特斯拉正式交付,再到年中的時候超越豐田,成為全球市值第一的汽車企業,特斯拉帶給我們太多的驚喜,而且特斯拉的電動車技術不光是體現在高科技的自動駕駛系統上,還有著全球最先進的電池管理技術(BMS),我們知道,特斯拉和其他電動車車企的不同之處,在於特斯拉並沒有使用容量更大的單體電池做電池組,而是使用