揭特斯拉电池的秘密：如何增加电量

最近，特斯拉的100kWh车型通过了欧盟认证机构RDW的评估。这意味着S/X 100D型号即将问世！

其理论巡航里程将达到613公里（基于NEDC标准）。

根据欧盟规定，所有在欧盟成员国上市销售的车型都必须经过其授权机构的认证。RDW是一家受特斯拉委托的荷兰公司，经过认证后，可以获得在欧盟销售的许可。让我们探索一下，这个100kWh是如何实现的？

埃隆·马斯克曾表示，特斯拉的电池寿命（功率）将以每年5%的速度增长。从目前电池组的迭代来看，这个目标基本上已经实现了。除了60kWh的入门级配置外，70kWh和85kWh分别升级为75kWh和90kWh。

很快，100kWh和120kWh的电池组也将进入可选列表。目前，60kWh仍然作为乞丐版配置存在，以促进特斯拉的销量。告诉这个故事的真正内容是70千瓦时和85千瓦时分别增加了5千瓦时的功率。

有一点是肯定的，那就是电池组的结构在电池容量增加的过程中没有改变。内部电池模块的编号没有改变。让我们简单看看特斯拉电池组的内部结构。

60kWh有14个电池组，每个电池组包含384个电池，总共5376个电池。85kWh由16个电池组组成，每个电池组包含444个电池，共计7102个电池。

后来，70kWh实际上是一个75kWh的电池组，受到软件的限制。额外的5kWh最初是作为价值3000美元的可选套餐提供给车主的。只要通过OTA软件进行更新，70D就可以变成75D。

那么问题来了，75千瓦时的电池组是怎么来的呢？关于这个问题，特斯拉官方没有给出技术解释。根据笔者的判断，75kWh实际上是一个85kWh的电池组，减少了两个电池组。在85kWh的电池中，每个电池组的容量为5.3kWh，14个这样的电池组为74.2kWh。

这是70kWh、75kWh和85kWh之间的关系。至于60kWh，这只是一个设置为降低进入阈值的配置。那么，90千瓦时是怎么来的呢？

从85千瓦时到90千瓦时，再增加5千瓦时。有多余的电池组吗？在85kWh的电池组结构中，不再能够堆叠电池组。唯一的可能性是更换新电池。当然，它仍然使用18650个电池，但化学材料已经进行了调整，以增加能量密度。

在这个过程中，特斯拉在电池单元的石墨阳极中添加了少量的硅，从而提高了电池单元的能量密度。

在阳极中添加硅已被认为是提高电池领域能量密度的一种方法。为了避免电池组不断叠加导致电池组质量过高，特斯拉只能专注于开发高能量密度的电池。然而，对于三元锂离子电池来说，通过硅来提高能量密度远非易事。

其基本原理是，在石墨阳极中加入硅后，硅原子的结构可以容纳比石墨更多的锂离子，这导致阳极吸收锂离子的能力增强。在单个充放电循环中，阳极中的锂离子越多，能量密度就越大。

然而，在完全吸收锂离子后，硅的体积会膨胀300%，这比石墨吸收锂离子7%后的膨胀率要大得多。这种重复的体积变化会导致固体电极变得“柔软”，容易塌陷。通过这种方式，电池的循环寿命将会缩短。

另一个因素是，硅阳极在充放电过程中的膨胀/收缩特性会破坏锂电池电解质SEI膜的形成。该膜是在锂电池的第一次循环期间形成的，它对阳极材料具有保护作用，并且可以防止材料结构坍塌。

基于上述原因，虽然使用硅作为阳极可以显著提高能量密度，但同时也伴随着副作用，最终会导致电池寿命缩短。因此，特斯拉的计划是逐步在石墨阳极中添加少量硅，以在能量密度和循环寿命之间找到平衡。

众所周知，特斯拉使用的18650电池是由松下公司生产的。随着双方合作的深入，特斯拉也在开发新型圆柱形电池。Model 3正式投产后，新的21700电池将取代18650，成为新的电池。

2……

00电池仍然是三元锂电池，正极材料是铝酸镍钴锂（NCA）。这种圆柱形三元电池是目前能量密度最高的动力电池解决方案。与方形电池相比，这种电池能量密度高，但稳定性差，需要出色的BMS（电池管理系统）支持。

特斯拉最早的Roadster使用了松下的NCR18650A电池，额定电压为3.6V，容量为3.1Ah。之前的85kWh电池组使用的是额定电压为3.6 V、容量为3.1ahNCR18650B电池。

90kWh的电池型号未知，但不应该由松下直接提供，而是特斯拉和松下为特斯拉车型联合开发的定制电池。目前，松下公司生产的18650节电池中，NCR18650G是容量最高的型号，达到3.6Ah。根据这一计算，85kWh电池组中的7102节电池被G型电池取代，正好是90kWh。

因此，在90kWh的电池组中，电池单元有可能是NCR18650G；在85kWh的电池组中，电池芯为NCR18650B。简而言之，在电池数量不变（电池组结构不变）的情况下，只有将单个电池的容量提高到3.6Ah，才能保证90kWh的功率。

要实现100kWh，有两种方案：一种是再叠加两个电池组，按照每个电池组5.3kWh的容量计算，只能获得100kWh；第二个是用更高的能量密度取代电池。作者认为后者是最好的方案，也是最有可能的方案。

因为90kWh是基于85kWh的电池结构。这种结构已经在18650电池规格下定型，改变其设计结构的成本非常高。事实上，在电池组中没有堆叠更多电池组的空间。

如果增加电池组，不仅电池组的质量会提高，而且电池组的冷却循环系统也会发生变化。因此，提高电池容量是最经济可行的解决方案。

想象一下，在100kWh的电池组中，在不改变电池组结构的情况下，只有将单个电池的容量提高到3.9Ah，才有可能实现100kWh的容量。因此，作者怀疑特斯拉和松下已经开发出了18650个3.9Ah的电池。这只能归功于阳极中的硅。最近，特斯拉的100kWh车型通过了欧盟认证机构RDW的评估。这意味着S/X 100D型号即将问世！

其理论巡航里程将达到613公里（基于NEDC标准）。

根据欧盟规定，所有在欧盟成员国上市销售的车型都必须经过其授权机构的认证。RDW是一家受特斯拉委托的荷兰公司，经过认证后，可以获得在欧盟销售的许可。让我们探索一下，这个100kWh是如何实现的？

埃隆·马斯克曾表示，特斯拉的电池寿命（功率）将以每年5%的速度增长。从目前电池组的迭代来看，这个目标基本上已经实现了。除了60kWh的入门级配置外，70kWh和85kWh分别升级为75kWh和90kWh。

很快，100kWh和120kWh的电池组也将进入可选列表。目前，60kWh仍然作为乞丐版配置存在，以促进特斯拉的销量。告诉这个故事的真正内容是70千瓦时和85千瓦时分别增加了5千瓦时的功率。

有一点是肯定的，那就是电池组的结构在电池容量增加的过程中没有改变。内部电池模块的编号没有改变。让我们简单看看特斯拉电池组的内部结构。

60kWh有14个电池组，每个电池组包含384个电池，总共5376个电池。85kWh由16个电池组组成，每个电池组包含444个电池，共计7102个电池。

后来，70kWh实际上是一个75kWh的电池组，受到软件的限制。额外的5kWh最初是作为价值3000美元的可选套餐提供给车主的。只要通过OTA软件进行更新，70D就可以变成75D。

那么问题来了，75千瓦时的电池组是怎么来的呢？关于这个问题，特斯拉官方没有给出技术解释。根据笔者的判断，75kWh实际上是一个85kWh的电池组，减少了两个电池组。在85kWh的电池中，每个电池组的容量为5.3kWh，14个这样的电池组为74.2kWh。

这是70kWh、75kWh和85kWh之间的关系。至于60kWh，这只是一个设置为降低进入阈值的配置。那么，90千瓦时是怎么来的呢？

从85千瓦时到90千瓦时，再增加5千瓦时。有多余的电池组吗？在85kWh的电池组结构中，不再能够堆叠电池组。唯一的可能性是更换新电池。当然，它仍然使用18650个电池，但化学材料已经进行了调整，以增加能量密度。

在这个过程中，特斯拉在电池单元的石墨阳极中添加了少量的硅，从而提高了电池单元的能量密度。

在阳极中添加硅已被认为是提高电池领域能量密度的一种方法。为了避免电池组不断叠加导致电池组质量过高，特斯拉只能专注于开发高能量密度的电池。然而，对于三元锂离子电池来说，通过硅来提高能量密度远非易事。

其基本原理是，在石墨阳极中加入硅后，硅原子的结构可以容纳比石墨更多的锂离子，这导致阳极吸收锂离子的能力增强。在单个充放电循环中，阳极中的锂离子越多，能量密度就越大。

然而，在完全吸收锂离子后，硅的体积会膨胀300%，这比石墨吸收锂离子7%后的膨胀率要大得多。这种重复的体积变化会导致固体电极变得“柔软”，容易塌陷。通过这种方式，电池的循环寿命将会缩短。

另一个因素是，硅阳极在充放电过程中的膨胀/收缩特性会破坏锂电池电解质SEI膜的形成。该膜是在锂电池的第一次循环期间形成的，它对阳极材料具有保护作用，并且可以防止材料结构坍塌。

基于上述原因，虽然使用硅作为阳极可以显著提高能量密度，但同时也伴随着副作用，最终会导致电池寿命缩短。因此，特斯拉的计划是逐步在石墨阳极中添加少量硅，以在能量密度和循环寿命之间找到平衡。

众所周知，特斯拉使用的18650电池是由松下公司生产的。随着双方合作的深入，特斯拉也在开发新型圆柱形电池。Model 3正式投产后，新的21700电池将取代18650，成为新的电池。

2……

00电池仍然是三元锂电池，正极材料是铝酸镍钴锂（NCA）。这种圆柱形三元电池是目前能量密度最高的动力电池解决方案。与方形电池相比，这种电池能量密度高，但稳定性差，需要出色的BMS（电池管理系统）支持。

特斯拉最早的Roadster使用了松下的NCR18650A电池，额定电压为3.6V，容量为3.1Ah。之前的85kWh电池组使用的是额定电压为3.6 V、容量为3.1ahNCR18650B电池。

90kWh的电池型号未知，但不应该由松下直接提供，而是特斯拉和松下为特斯拉车型联合开发的定制电池。目前，松下公司生产的18650节电池中，NCR18650G是容量最高的型号，达到3.6Ah。根据这一计算，85kWh电池组中的7102节电池被G型电池取代，正好是90kWh。

因此，在90kWh的电池组中，电池单元有可能是NCR18650G；在85kWh的电池组中，电池芯为NCR18650B。简而言之，在电池数量不变（电池组结构不变）的情况下，只有将单个电池的容量提高到3.6Ah，才能保证90kWh的功率。

要实现100kWh，有两种方案：一种是再叠加两个电池组，按照每个电池组5.3kWh的容量计算，只能获得100kWh；第二个是用更高的能量密度取代电池。作者认为后者是最好的方案，也是最有可能的方案。

因为90kWh是基于85kWh的电池结构。这种结构已经在18650电池规格下定型，改变其设计结构的成本非常高。事实上，在电池组中没有堆叠更多电池组的空间。

如果增加电池组，不仅电池组的质量会提高，而且电池组的冷却循环系统也会发生变化。因此，提高电池容量是最经济可行的解决方案。

想象一下，在100kWh的电池组中，在不改变电池组结构的情况下，只有将单个电池的容量提高到3.9Ah，才有可能实现100kWh的容量。因此，作者怀疑特斯拉和松下已经开发出了18650个3.9Ah的电池。这只能归功于阳极中的硅。

标签：特斯拉Model SModel 3

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