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2170锂电池到底是何方神圣?

钜大LARGE  |  点击量:6071次  |  2018年05月13日  

  近日,特斯拉罕见的公布了一些Model3电池明细。在此之前他们一度对最新一代的2170锂电池非常保密,作为一款与松下联手,在内达华州的Gigafactory1超级电池工厂生产的电池,它的内核到底如何,终于能让我们窥见一二。


  2170锂电池是何方神圣?


  Model3作为一款为走量而生的车型,特斯拉为此设计了一个全新的平台和电池组架构。我们知道更大的电池能够更有利于优电池容量和能量密度,而体积较小的电池无法通过工艺控制和原材料角度提高能量密度,降低电池成本。


  同为圆柱形锂电池,2170型的规格为直径21毫米、长度70毫米,就理论上限方面要比18650型(直径18毫米、长度65毫米)更有利。为此,2170锂电池率先被使用到Model3中。


  要说明的是,关于这款2170锂电池,特斯拉是有重度参与的。和18650锂电池一样,其电池单体仍由松下负责制造,但电池模块和Pack组由特斯拉制造,电池生产也被安排在内达华州的Gigafactory1超级电池工厂进行。


  早前,马斯克宣称2170锂电池是全球能量密度最高、价格最便宜的电池。我们来算笔账,看看是不是真的如他所说。


  2170锂电池的能量密度为300WH/kg,相对于18650锂电池(332WH/kg)来说提高了近20%的能量密度,成效明显。


  这一表现更是能甩不少品牌一大截。以国内为例,根据《中国制造2025》动力电池发展规划:到2020年,国产电池能量密度将达到300Wh/kg。而现今比亚迪、国能电池、沃特玛等所提供的三元锂电池基本在200WH/kg左右。


  也就是说特斯拉已经达到了我们两年后所期望的水准。近些年电池技术飞速发展,两年已经是一个很大的差距了。


  在成本方面,2170锂电池成本为155美元/kWh,相对于18650锂电池的171/kWh,有一定降幅。综合来看,该电池应用在Model3上,能降低30%-50%的电池成本,已经是相当不错的表现了。


  另外,据马斯克称,他希望在未来(2020年)将这款电池的成本降低到100美元/kWh。据业内人士估计,只有当特斯拉的电池成本价格降至100美元/kWh以下时,才能帮助特斯拉Model3实现盈利。所以现在特斯拉的处境依然十分艰难。


  能量密度高,钴使用量更少


  最新数据显示,特斯拉Model3电池大幅降低了钴含量,同时提升了镍含量。2710锂电池阴极采用的镍镁钴配比为8:1:1,而不是大家习惯的622路线。


  我们知道钴主要起到提升导电性和倍率性能的作用,而镍的主要作用是提升能量密度,但过高会对热稳定性不利,可见他们这款电池还是倾向于高能量密度。至于热稳定性问题,特斯拉在能量管理系统上的优势得以发挥。


  据不完全统计,Tesla所申请的核心知识产权大都与电池管理系统相关,包括电池冷却系统,安全系统,电荷平衡系统等。以其实时温控系统为例,其自主研发的机体液体冷凝系统就破具特点。


  作为一种双模式冷却系统,简单来说,其第一层冷却回路专门为电池组降温,电池回路将电池组与冷却泵相连接,回路中充满了冷却剂,且延伸多个冷却管覆盖至每个电池单体,这带来的直接好处是温控更加稳定可靠,可保证每个电池单体温度低于其安全值以下。


  据特斯拉发言人称,针对2710锂电池他们保持了一贯卓越的热稳定性。就其一贯表现,相信可信度很高。

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