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马斯克:18650电池是一场事故,未来是21700的天下

   2017-09-08 锂电世界014530
核心提示:七月底,特斯拉发布旗下第四款车型Model3,新车依据续航里程有354公里和499公里两款,以后可能会有高功能版别。其间价格最低3.5万美元,使Model3成为特斯拉至今为止价格最亲民的车型。
    七月底,特斯拉发布旗下第四款车型Model3,新车依据续航里程有354公里和499公里两款,以后可能会有高功能版别。其间价格最低3.5万美元,使Model3成为特斯拉至今为止价格最亲民的车型。

    值得注意的是,能让特斯拉推出如此布衣级电动车的要害,在于其运用了加粗加长的升级版电池——21700电池。

    与18650电池一样,特斯拉21700电池也是圆柱形锂电池中的一种。其间“21”指电池直径为21mm,“70”指高度为70mm,“0”代表圆柱体型的电池。

    特斯拉获得开端抢先

    特斯拉推出21700电池并非是想引领技能方向,实践是迫于本钱压力。

    在Model3项目建立之初,马斯克就给这款车定了3.5万美金的价格,但如果仍是选用本来的18650电池,就会产生两种成果,要么确保续航超出定价,要么确保定价下降续航能力,关于“挑剔”的马斯克来说都很难承受。所以问题在于,有没有一种电池在确保续航的一起下降本钱,答案就是21700电池。

    尽管18650电池为特斯拉兴起立下汗马功劳,但马斯克自己对它一向抱着怀疑情绪,针对21700与18650电池,马斯克在交际媒体表明:18650电池的呈现完全是一场前史事端,它是前期产品的规范,现在只要21700电池才干满意电动轿车对电池功能的要求。

    为什么是21700电池?职业剖析人士以为:21700型电池能量密度比我们熟知的18650型电池更高,而且成组之后本钱反而会下降。挑选21700,不是它的肯定功能优于其他类型,是物理性与经济性归纳均衡的成果。

    今年初,特斯拉正式宣布与松下联合研制的新式21700电池开端小批量出产,年末将在千兆工厂大规模投产供给Model3。

    据悉,这套21700型电池体系的能量密度在300Wh/kg左右,比本来Model S运用的18650电池能量密度前进20%以上,单体容量前进35%,体系本钱却下降10%左右。马斯克表明:这套21700电池是现在可量产电池中能量密度最高且本钱最低的电池。

    优势显着,但缺陷值得警惕

    21700电池有三大长处。单体与成组能量密度都大为前进,以特斯拉出产的21700电池为例,从18650类型切换至21700类型后,电池单体电池容量能够到达3~4.8Ah,大幅前进35%,成组后能量密度仍然前进20%。

    因为单体能量密度更高,所以平等能量下所需电池单体的数量可削减约1/3,在下降体系管理难度的一起也将削减电池包选用的金属结构件及电气配件的数量。特斯拉18650电池体系本钱约为171美元/Wh,改用21700后,估计体系本钱约能完成9%左右的降幅,到达155美元/Wh。

    因为下降了单体运用数量,再加上其它配件运用量下降,在确保平等容量前提下,动力电池体系分量得到本质优化。三星SDI改用一套新式21700电池之后,发现体系比较现在的电池削减10%分量。

    已然能将电芯尺度做大,进而前进电芯容量,那为什么不选用尺度与容量更大的电芯?

    一般来说,圆柱电芯的物理尺度添加不止前进能量密度,一起会下降电芯循环寿数和倍率等功能。据测算,容量每前进10%,循环寿数大约会下降20%;充放电倍率下降30~40%;一起电芯会有20%左右的温升。

    如果持续增大尺度,电芯安全性和适配性都会下降,无形之中添加新能源轿车安全隐患和规划难度,这就是为什么更大尺度圆柱电池26500、32650等未能规模化占有干流商场的原因。

    理论上,比较18650电池,21700电池寿数更短、平等容量充电时刻更长与安全性更低。关于电动轿车来说,安全永远是第一位的,为了防止大电池温升过高呈现火灾,电池散热体系必须规划更加合理。

    能否替代18650?

    从国家对动力锂电池能量密度的指引方针来看,2020年动力电池单体能量密度要突破300Wh/kg,动力电池体系能量密度到达260Wh/kg。现在做的最好的18650电池达不到这个技能要求,大部分国产电池的密度都在100~150Wh/kg之间。

    在时刻有限条件下,产品类型改善远比资料前进更加快速,所以经过添加体积来前进能量密度的21700电池势必会成为企业要点考虑的目标。

    鉴于21700电池的诸多优势,加上特斯拉的巨大行业影响力,该款电池很可能成为下一个圆柱电池发展趋势。然而,虽是未来趋势,但国内企业是否会像以前追随18650电池那样布局21700电池,还很难定论。

    由于18650电池有很长的历史发展积淀,适配性很强,形成了很大市场空间和应用范围,除了应用于电动汽车领域外,还可以在笔记本电脑、3C数码、无人机、电动工具等其它领域看到。

    对于21700新电池而言,则还没有形成有效的产业链,这无疑会大幅增加成本阻碍推广进度。对此,特斯拉的解决办法是在千兆工厂大规模投产,手握50万辆左右Model3订单,加上需求量极大的太阳城(Solar City),特斯拉足以消化掉这些产量。但这种方式仅限于特斯拉,对其它绝大部分厂家来说很难。

    并且,国内的动力电池市场也是近几年才慢慢展开,绝大部分产线都是为生产18650电池而设定,甚至某些企业未来几年的产能都是为18650而准备,可见业内对18650电池还是长期看好。

    如果说这些市场需求不明显和电池企业制造工艺不足是21700电池难以推广的次要因素,那么国家在电池尺寸标准方面的相关政策就是判定21700电池命运的关键。

    在工信部制定的《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》征求意见稿中,目前推荐的圆柱电池型号只有18650和32650两种,如果这个政策一旦施行,意味着21700电池通往新能源汽车市场的大门已被关闭。

    国内某动力电池厂商负责人认为,21700圆柱电池在未来会形成趋势,但如果国家制定的电池尺寸标准中没有明确支持,这类型号电池的发展前景将没有看上去那么美好。

    不论如何,新能源汽车市场在快速推进,终端消费市场对续航有着迫切需求,它决定了厂家会优先选择密度高,综合性能更好的电池,而政策也是为市场变化而调整。

    如今,特斯拉已经扛起大旗率先冲进21700电池的战场,国内的电池厂商们有的选择跟随,有的还在观望。这可能是一场赌博,也可能是一场盛宴。
 
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