如果你關(guān)注特斯拉，你一定知道它正在醞釀的一大動(dòng)作，就是把正在采用的18650型電池更換為2170型電池。
第一個(gè)會(huì)配上新型電池的車型，就是Model3，據(jù)悉ModelS和ModelX也有望隨后進(jìn)行更換。而2170型電池的主要用途，還將是在Powerwall2和Powerpack2等能源產(chǎn)品。
其實(shí)早在今年1月舉辦的CES(國(guó)際消費(fèi)電子產(chǎn)品展)上，2170型電池就已面世。特斯拉宣布這款電池將在Gigafactory超級(jí)電池工廠生產(chǎn)，計(jì)劃年產(chǎn)能35GWh/年，幾乎和世界電池產(chǎn)能總和相當(dāng)。
大部分人認(rèn)為，這是特斯拉進(jìn)一步提升產(chǎn)品力的象征。然而興奮勁頭過(guò)后，我才意識(shí)到，這件事并沒(méi)有我們想象中這么簡(jiǎn)單。
18650/2170代表什么？
我們先來(lái)了解一下這些枯燥的型號(hào)代表什么。
18650型命名方式：直徑為18mm，長(zhǎng)度為65mm，“0”代表圓柱形。這與傳統(tǒng)的3號(hào)電池尺寸很相近(17500：直徑17mm，長(zhǎng)度50mm)。除電動(dòng)車，18650型電池還多用于筆記本電腦和強(qiáng)光手電等產(chǎn)品。
同樣道理，2170型代表：直徑為21mm，長(zhǎng)度為70mm。末尾沒(méi)有“0”的2170型，是特斯拉的獨(dú)特叫法，但同樣表示圓柱形電池。
以上兩款電池都是特斯拉和松下的合作產(chǎn)品。
雖然尺寸變大了，可以看到特斯拉仍采用的是三元鋰電池模式。
此前，特斯拉電池技術(shù)總監(jiān)KurtKelty對(duì)這類電池的評(píng)價(jià)是：能量密度更大且穩(wěn)定性、一致性更好;可以有效降低電池系統(tǒng)的成本;尺寸小但可控性和安全性都在不斷提高。
尺寸變大了意味著什么？
ElonMusk說(shuō)，“2170型電池的能量密度是世界上最高的，并且還將是最便宜的。”
原有的18650型電池由于體積受限，而且工藝已經(jīng)十分成熟，能量密度提升無(wú)論是從工藝控制角度還是原材料角度，都沒(méi)有突破性進(jìn)展。而且考慮到成本原因，增大體積是更加明智的選擇。
特斯拉提出，現(xiàn)生產(chǎn)的2170型電池系統(tǒng)能量密度在300Wh/kg左右，而電池系統(tǒng)則為250Wh/kg，提高20%。能量密度提升率相當(dāng)可觀。
此外，隨著電芯單體體積增大，內(nèi)阻減小，充放電會(huì)變得更順暢。
采用大量小電池連接的方式，固然在靈活性和防退化上有優(yōu)勢(shì)，但在一個(gè)全尺寸的電動(dòng)汽車內(nèi)使用小型圓柱形電池組，意味著數(shù)以千計(jì)的大電流連接，且每一個(gè)接頭都是引起過(guò)熱的潛在源。
放在特斯拉上，代表著有7000多個(gè)潛在過(guò)熱源存在。雖然特斯拉在電芯、pack、電池管理系統(tǒng)等電池安全技術(shù)上下足了功夫，但并不能高枕無(wú)憂。
這次將電池體積增大，接頭數(shù)量也就隨著減少，過(guò)熱潛在源也就相應(yīng)減少了。
特斯拉官方對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)頗有信心，提出：2170型電池系統(tǒng)成本為155美元/Wh(18650型171美元/Wh);預(yù)計(jì)售價(jià)為170美元/Wh(18650售價(jià)185美元/Wh)。不過(guò)從Gigafactory工廠的建設(shè)進(jìn)度來(lái)看，2170型電池在上市初期成本優(yōu)勢(shì)不大。
三元鋰電池安全嗎？
這本是個(gè)老生常談的話題，但因特斯拉這輪選擇，還是值得簡(jiǎn)單介紹一下。
三元鋰電池如果內(nèi)部短路或是正極材料遇水，會(huì)有起火風(fēng)險(xiǎn)。2016年初，三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄的計(jì)劃，還因此一度被工信部叫停。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，特斯拉采用了鋼殼來(lái)保護(hù)18650型電池。
三元鋰材料的熱穩(wěn)定性也較差，會(huì)在200度左右發(fā)生分解，且化學(xué)反映較劇烈，會(huì)釋放氧分子，有連鎖反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。而磷酸鐵鋰的分解溫度會(huì)高到三倍以上(700-800度)，且不會(huì)釋放氧分子。
三元鋰電池由于穩(wěn)定性不突出，在受到嚴(yán)重碰撞時(shí)也會(huì)有起火風(fēng)險(xiǎn)。也正是這個(gè)原因，此前電動(dòng)客車基本都采用了安全性能穩(wěn)定、高溫性更好的磷酸鐵鋰電池。采用三元鋰電池的汽車，汽車碰撞安全性要求會(huì)更高。
特斯拉在這方面做得不錯(cuò)。比如在2014年，特斯拉ModelS就是當(dāng)年唯一一款同時(shí)獲得Euro-NCAP和NHTSA頒發(fā)的五星安全認(rèn)證車型。
這得益于特斯拉良好的車身設(shè)計(jì)(全鋁合金車身與高強(qiáng)度硼鋼強(qiáng)化結(jié)構(gòu))、電池結(jié)構(gòu)布局(電池組位于在底盤正下方)和主動(dòng)安全技術(shù)的使用(無(wú)人駕駛技術(shù)下的輔助技術(shù))。
雖然特斯拉仍舊有過(guò)安全事故，但就起火事故率來(lái)說(shuō)，這套方案的安全性還是十分值得信賴。
需要注意的是，三元鋰電池安全問(wèn)題還是存在。特斯拉敢堅(jiān)持這項(xiàng)技術(shù)，是源于特斯拉在提升電池安全技術(shù)外，還對(duì)傳統(tǒng)車身安全技術(shù)進(jìn)行了大量研究。
換句話說(shuō)，特斯拉告訴我們這項(xiàng)技術(shù)有著良好的上升空間，但這并不代表任何人使用這項(xiàng)技術(shù)都是可行的。
特斯拉的堅(jiān)持會(huì)推動(dòng)三元鋰電池的擴(kuò)張
在政策驅(qū)動(dòng)下，目前新能源汽車市場(chǎng)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生著變化，新能源乘用車、新能源專用車比例逐漸提升。
2016年底，三元鋰電池風(fēng)波在工信部發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步做好新能源汽車推廣應(yīng)用安全監(jiān)管工作的通知》后告一段落，這也意味著三元鋰電池將在電動(dòng)客車上重回大眾視野。
電動(dòng)客車霸主比亞迪，此前對(duì)磷酸鐵鋰電池的堅(jiān)持可是有目共睹。但在同年底卻一改常態(tài)，舍棄了此前秦、唐等車型所采用的磷酸鐵鋰電池模式，新上市的宋EV以及相繼推出的秦80、唐100等車型將匹配全新的“鎳鈷錳”系三元鋰電池。
無(wú)獨(dú)有偶，北汽新能源在2015年也同樣舍棄了磷酸鐵鋰路線，當(dāng)年上市的EV200和ES210兩款電動(dòng)車均采用了三元鋰電池。
作為行業(yè)標(biāo)桿，特斯拉此次選擇無(wú)疑會(huì)是業(yè)界吃了一顆定心丸。
特斯拉此次的選擇對(duì)其本身來(lái)說(shuō)無(wú)疑是明智的，這也正好驗(yàn)證了KurtKelty此前對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的觀點(diǎn)與期望。獲得更高能量密度的特斯拉，必然還會(huì)進(jìn)一步提高電池續(xù)航能力以及爆發(fā)力。
此前作為新興企業(yè)，頗有大殺四方之勢(shì)，現(xiàn)在則變得更加穩(wěn)健成熟。穩(wěn)中有升，這是特斯拉此舉給人的印象。
三元鋰電池技術(shù)在特斯拉的助推之下，相信會(huì)有更佳的發(fā)展。但我們切不可因特斯拉的成功就簡(jiǎn)單印證三元鋰電池的安全可靠性。縱然三元鋰電池有著很多可能性，但我們不能忽視特斯拉所做出的一系列安全措施，可不是誰(shuí)都學(xué)得過(guò)來(lái)的。
