新能源电动汽车为何选用18650电池，包括特斯拉？_网易数码
新能源电动汽车为何选用18650电池，包括特斯拉？（全文）
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对于用18650电芯做为新能源电动汽车电池的技术路线，大家可能首先把目光转向特斯拉。特斯拉在进行电动汽车电池开发时，测试了很多种类的电池，但最后把目标锁定在18650电池，那么究竟18650电芯有哪些优缺点？本文作者为小鹏汽车团队工程师，他将对此进行分析。首先对18650圆柱形锂离子电芯做简要认识18650其实是指电池的外形规格，是日本SONY公司当年为了节省成本而定下的一种标准电池型号，其中18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示为圆柱形电池。18650电池原指镍氢电池和锂离子电池，由于镍氢电池现在比较少用，所以现在多指锂离子电池。18650锂离子电池单节标称电压一般为3.6V 或3.7V；最小放电终止电压一般为2.5～2.75V。常见容量为mAh。关于一致性18650电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池，广泛应用在电子产品中。多年来，日本厂商在18650电池的生产工艺上积累了大量的经验，使得产出的18650电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。相比之下，层叠式锂离子电池远远没有成熟，常见的有方形电池、软包电池，甚至连尺寸、大小、极耳位置等都不统一，电池厂商所具备的生产工艺也不能满足条件，大多数以人为控制为主，电池的一致性达不到18650电池的水准。如果电池的一致性达不到要求，大量电池串、并联形成的电池组的管理也将不能让每个电池的性能更好地发挥，而18650电芯可以解决这一问题。总结来说，18650电池的单体容量小，所需的单体数量会很多(Model S有7104只)，但是一致性很好；层叠式电池的容量可以做得较大(20 Ah到60 Ah)，单体数量可以降低，但是一致性差。相比之下，现阶段很难投入大量的人力物力与电池供应商一起去改善层叠式电池的生产工艺。因此，在研发Roadster和Model S的时候，Tesla的唯一选择是从市场上去购买电池，自行开发电池系统。开发一套管理6000多节单体一致性很好的电池系统与开发一套200多节一致性很差的电池系统，相比之下，前者的技术难度应该更低一些。即使单体电池数目增多，但是如果这些电池的性能是可靠的，管理起来还是容易一些。对比另一款很成功的纯电动汽车，日产的LEAF，它采用的是层叠式锂离子电池。这是因为日产与NEC合作多年，在电池技术方面积累很深厚，在品质控制方面有相当的功力。LEAF的电池来自AESC——日产与NEC的合资公司。对比下美、日、中等不同地区的汽车厂商在开发电动汽车时与电池厂商的合纵连横是一件非常有意思的事情。关于散热能力层叠式电池的厚度薄、表面大，均热、散热能力都不错，因此日产LEAF很大胆地采用了被动式热管理系统(其实就是不管理！)，由空气的自然对流将热量带走。从左到右，LEAF从单体，到四节单体电池两并两串组成的电池模块，再到由48个电池模块串联组成的电池组如下图所示：可以看到，电池组上没有任何的风扇、冷却液管道等热管理系统。大概这就是无招胜有招。反过来看Tesla，18650电池的个头比较小，在正常充放电时单体电池内部的温差也不会太大。但是，6000多个单体电池的温差也应当保持在不超过5 C的范围内，这是一件非常困难的事情。但是，Tesla做到了。怎么做到的？Tesla 的电池管理系统 (BMS) 相比其他电动汽车有哪些优势？如上图，这些管道是冷却液的流道，流道均匀分布在电池模组中间，能让每只电芯能很好地跟水管接触，这样每只电芯在冷却时带走的热量也几乎一样，温差也就可以有效地控制在很小的范围内。总结来说，由于采用了小容量的18650电池，Tesla的热管理系统的复杂度是大大增加了的。也就是说，如果从散热能力方面考虑，使用小容量的18650电池不是最优选择。关于能量密度谈到能量密度，就必须区分单体电池的能量密度与电池组的能量密度。就单体电池的能量密度来看，18650电池要高于层叠式锂离子电池。日产LEAF所用的33 Ah锂离子电池的能量密度是157 Wh/kg，GM Volt所用的层叠式电池的能量密度约为150 Wh/kg；而Roadster所用的18650电池的能量密度约为211 Wh/kg。但是，18650电池的管理系统更加复杂，由此额外增加的重量会使得电池组的能量密度远低于单体的能量密度。Roadster的电池组重量是450 kg，能量密度是118 Wh/kg，而LEAF电池组的重量是225 kg，能量密度是107 Wh/kg。在电池组层次，两者的能量密度已经不相上下。关于安全性前面提到层叠式锂离子电池的各种优点，但它也有一些缺点。由于层叠式锂离子电池一般是采用铝塑膜封装的，而铝塑膜的厚度薄，机械强度差，在汽车发生碰撞等极端情况下，铝塑膜很容易发生破损导致安全事故产生。这也就解释了为什么日产要在4个单体组成的电池模块外面再加一个铝壳。18650电池一般是钢壳，安全性更好；而且前面也提到随着18650电池生产工艺水平的的不断提高，安全性也在不断提高。Tesla在应对这些18650电池可能出现的安全事故上，也倾注了很多心血。如果一个单体电池出现温度过高等异常情况，根据异常情况的恶劣程度，这枚电池或其所在的模组会断电以防止事故的蔓延。由于单体容量小，只要不发生蔓延，事故的严重程度将是较低的。关于成本18650锂离子电池具有容量大、寿命长、安全性能高等特点，又因为体积小，重量轻，使用方便，深受消费者的青睐。随着人们对18650电池技术研究的不断加深，使得电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。作为最早的锂离子电池，18650电池也是目前世界上最成熟、最稳定的电池组合，至今仍然占据领先位置。我国每年生产18650电池约几十亿节，远远超出其他材料的电池。
而Tesla采用18650电池，就可以利用日本松下等厂商之前的生产线进行生产。在消费类电子产品所用18650电池竞争日趋激烈的情况下，松下等厂商与Tesla合作升级产品，将原有的生产线改良后用于生产动力电池。工业生产有一个规模效应，当生产产品的规模达到一个量级之后，成本会大大降低。一辆新能源汽车就需要成千上万节18650电池，因此单体的采购成本可控。小结可以说，采用18650电池作为新能源电动汽车的动力之源，在现阶段是最优的选择。随着电池技术工艺的成熟，同时也会出现更多新型的电池应用在新能源电动汽车上。
本文来源：cnbeta网站
责任编辑：王晓易_NE0011
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天阳新能源研制出超高比能量18650锂电池
核心提示：太阳能电动汽车网电池频道讯，据山东媒体消息，日前， 山东 天阳新能源有限公司已经研制出了一种新的高容量 锂电池技术 新型电解质隔膜超高比能量锂电池，利用该技术生产的高容量18650型笔记本电脑电池，比能量可高达 铅酸电池 的3-4倍，可以快速充放电，循...
太阳能电动汽车网电池频道讯，据山东媒体消息，日前，天阳新能源有限公司已经研制出了一种新的高容量&新型电解质隔膜超高比能量锂电池&，利用该技术生产的高容量18650型笔记本电脑电池，比能量可高达的3-4倍，可以快速充放电，循环寿命达到2000次以上。
如今，该技术已申请了专利，并建立了18650锂电池中试生产线和完善的电池检测系统，预计今年下半年投入生产。
据悉，山东天阳新能源有限公司是一家专业从事研发、生产、销售为一体的高技术企业。公司拥有强大的研发团队，采用国际一流的生产设备及生产工艺，实现全自动化生产。
责任编辑：huangsilin
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新闻点击排行榜新能源车企该不该投资电池厂
日 06:00&来源：中国汽车报&作者：郭晨
　　动力电池作为新能源汽车的心脏，一直是广受业内关注的焦点。我国是电池生产大国，但不是电池生产强国。一方面，国内电池企业上百家；另一方面，能给新能源车企配套动力电池的企业不足十家，可谓屈指可数。在去年和今年新能源汽车爆发增长的时候，几乎所有车企不约而同地发出一个呼声：电池供不应求！
　　包括拥有电池厂的比亚迪都不能幸免。据报道，比亚迪新能源车在上海遭遇退货危机，因为目前上海市诸多比亚迪“秦”预订用户由于遭遇比亚迪经销商方面的变相加价、长时间提不到车的尴尬境地，在此情况下，很多预订客户纷纷退订。据记者走访市场发现，在北京五方桥北汽新能源4S店，因为电池产能不足，很多消费者也只能订车，提车上路还需慢慢等待。
　　在有如此巨大的市场需求下，一些新能源车企开始筹划投资自己的电池厂。这样不但将动力电池这一制约新能源汽车推广的核心零部件掌握在自己手中，还避免了目前广为存在的“做车的不懂做电池的，做电池的不懂做车”的弊端。汽车行业评论员张志勇认为，新能源车企投资电池厂并非不可以，但考虑自身的战略方向和重心，对于有资金有实力的车企，完全可以投资电池厂。
　　■三种模式
　　目前，新能源车企对动力电池的控制方式大致有三种：拥有、参股和采购。对拥有电池厂的车企，像比亚迪、韩国现代集团等，特斯拉在美国正计划修建自己的电池厂。因为比亚迪一直生产手机电池，故而有比较好的电池生产基础和技术，目前比亚迪旗下新能源车型所使用的电池均为自产的磷酸铁钴锂电池(也称铁电池)。比亚迪汽车总裁王传福表示：“为保证新能源汽车订单的及时交付，比亚迪正在进行扩大电池产能的计划。”
　　参股电池厂的新能源车企有北汽新能源和上汽等。以北汽新能源为例，自从2013年由独资公司转为股份制企业后，北汽新能源开始与新能源汽车产业链上下游的公司“联姻”。Atieva、西门子、SK、ATL——北汽将新能源汽车所需的尖端技术通过合资、收购股权等方式纷纷纳入麾下。尤其在电池方面，北汽新能源分别与韩国SK集团和国内最大的动力电池公司ATL成立合资公司。另外，北汽新能源还持有普莱德电池公司24%的股权，此公司主要生产钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料电池等。
　　最后一种模式相对更多一些，即直接向电池厂采购电池。如江淮新能源乘用车采购天津力神的18650三元锂电池，奇瑞、众泰采购万向公司电池等；同时很多国外车企也采用这种方式，如特斯拉、大众和丰田目前都在采购松下公司电池;　宝马和克莱斯勒采购三星SDI 公司电池等；　新能源汽车尚未市场化的长城汽车，也已经同韩国电池生产商LG化学签署协议，后者将为长城自2017年起批量供应超过20万套装配于混合动力车型上的电池。
　　■利弊分析
　　尽管国内新能源车企各有各的选择，但通过记者的了解，他们对于这些模式并不排斥。江淮汽车乘用车营销公司副总经理张金汉向记者表示，目前因为新能源汽车的销量还不是很大，江淮新能源乘用车方面还将会通过采购方式获取动力电池。未来，如果新能源汽车销量有突破，江淮汽车不排除投资电池厂的计划。广汽传祺副总经理古惠南告诉记者，传祺新能源汽车的动力电池通过和电池厂共同研发，已经积累了大量的技术储备，未来如果新能源汽车上量，也可能会通过各种方式投资电池厂。
　　上海交通大学汽车工程研究院副院长殷承良向记者表示，现在国际大型车企都是通过选择跨国电池供应商作为配套商来获取动力电池，独立生产电池的车企少之又少。殷承良认为，造成这个现象主要有两个因素：第一，车企都看好电动汽车，但对电动汽车销量爆发的时间点难以估计，而电池厂投资较大，会占用大量资金，如果时间点把握不准，对企业的影响较大；第二，动力电池不同于电化学体系的电池，生产设备几乎不能通用，现在电池技术突飞猛进，如果未来电池体系发生变化，而自己投资错误，对车企的影响将是灾难性的。“这就是为什么车企对投资电池厂都比较慎重和犹豫的原因。”殷承良说。
　　对于车企的犹豫，张志勇认为是车企对于自身战略方向和重点考虑不清导致的。他表示，如果投资一个电池厂，对车企产品的竞争力有比较大帮助的话，对于有实力有资金的车企，应该作为长期战略目标去实现。去年新能源汽车产销7万余辆，还远未到爆发的时候，从长远看，锂电池将是未来新能源汽车动力的主要来源。“在新生事物刚刚出现之际，需要的是能够承担风险的企业家精神，如果一切都已经明了，恐怕就没有机会了。”张志勇说。
　　■未来难料
　　因为电池的未来并不确定，所以一些已经涉足电池厂的公司开始为电池的去向找了多种出路。如特斯拉公司，在生产纯电动跑车的同时，还推出两款分别用于家庭和企业的电池组产品，正式加入储能市场。有分析认为，如果未来对汽车的需求量变少的话，特斯拉将进入新的产业领域，而售卖电池的这一举措可能就是其进入新领域的入场券。今年5月，比亚迪携最新研发的家庭储能系统MINI ES参加在上海新国际博览中心的第五届中国国际储能大会暨展览会。
　　殷承良表示，如果一家车企投资电池厂，对于电池的销路不能只有一手准备。如果产能爬升很快，而市场暂时没有同步跟进的话，就需要为电池寻找新销路；另一方面，电动汽车使用过的动力电池回收以后，特别适合作为家庭储能电池使用，如果拥有电池厂，车企在这方面可能还会有新的盈利机会。
　　在思考投资电池厂的同时，另一种新能源路线也必须被考虑进来。近日，国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组组长欧阳明高向记者表示，以丰田汽车为代表的国际大汽车公司，已经从车的角度将燃料电池商业化全部解决，技术上已经完全突破。这就让我国车企投资电池厂更多了一层顾虑。一位不愿透露姓名的业内人士向记者表示，我国新能源汽车战略是“纯电驱动”，但这并不是说要“纯电化学电池驱动”，如果未来氢燃料电池汽车成本进一步下降，我国现在的电池研发恐怕就会走一个弯路。
责任编辑：蔺天子版权声明：凡本网注明“来源：《中国汽车报》网”或“汽车网”的文字、图片和视频作品，版权均属汽车网-《中国汽车报》网所有，任何媒体、网站或个人未经书面授权不得转载、链接、转帖或以其他方式使用；已经书面授权的，在使用时必须注明“来源：《中国汽车报》网”