从18650到20700，特斯拉为何对圆柱电池“情有独钟”

特斯拉将使用20700而不是18650作为动力电池。从18650到20700，尺寸将发生变化，特斯拉将坚持使用圆柱形电池。

为什么特斯拉对圆柱形电池情有独钟？圆柱形电池的优点是什么，让特斯拉这个“技术人”无法忘记？小编就用“现在的爱人”18650来分析一下。

对于使用18650电池作为新能源电动汽车电池的技术路线，大家可能首先将注意力转向特斯拉。特斯拉在电池开发过程中测试了多种电池，但最终瞄准了18650种电池。18650电池的优点和缺点是什么？让我们来分析18650年的真实面貌。

首先，对18650圆柱形锂离子电池进行了简要的了解。

我们经常说18650实际上是指电池的形状规格，这是日本索尼公司为了节省成本而设定的标准电池型号，其中18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示圆柱形电池。18650电池用于指镍氢电池和锂离子电池。因为镍氢现在使用较少，所以现在指的是锂离子电池。18650锂离子电池的单节标称电压一般为：3.6V或3.7V；最小放电终止电压通常为2.5～2.75V。公共容量为1200～3300 mah。

关于一致性

18650电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池，广泛应用于电子产品中。多年来，日本制造商在18650电池的生产过程中积累了大量经验，使生产的18650电池一致性和安全性达到了非常高的水平。

相比之下，叠层锂离子电池还远远不够成熟。常见的有方形电池和软包装电池，甚至尺寸、尺寸和接线片位置都不统一。电池制造商的生产技术无法满足条件。它们大多主要由人控制，电池的一致性无法达到18650个电池的水平。如果电池的一致性不能满足要求，那么对大量串联和并联电池的管理不会使每个电池的性能更好，18650个电池可以解决这个问题。

特斯拉使用的松下18650圆柱形电池

综上所述，18650电池的单体电池容量较小，所需电池数量也会较大（S型有7104个），但一致性非常好；堆叠电池的容量可以更大（20 Ah至60 Ah），单体的数量可以减少，但一致性较差。相比之下，现阶段很难与电池供应商一起投入大量人力物力来改进叠层电池的生产工艺。因此，特斯拉在开发Roadster和Model S时，唯一的选择就是从市场上购买电池，并开发自己的电池系统。开发一个在管理6000多个电池中具有良好一致性的电池系统的技术难度低于开发200多个电池的一致性较差的电池系统。即使单个电池的数量增加，如果这些电池的性能可靠，也更容易管理。

与另一款成功的纯电动汽车日产聆风相比，它使用的是层压锂离子电池。这是因为日产与NEC合作多年，在电池技术方面积累了很多，所以在质量控制方面应该有相当的技巧。LEAF的电池来自日产和NEC的合资企业AESC。

在美国、日本和中国开发电动汽车时，将连横与电池制造商进行比较非常有趣。

关于散热能力

叠层电池厚度薄，表面大，具有良好的均热和散热能力，因此日产聆风大胆采用了被动热管理系统（事实上，它就是不管理！

)，热量被空气的自然对流带走。

从左到右，LEAF从单电池到由两个并联串中的四个单电池组成的电池模块，再到由48个串联电池模块组成的电池组，如下图所示：

日产LEAF使用的NEC层压电池

可以看出，电池组上没有风扇和冷却液管等热管理系统。也许这是一个没有把戏的把戏。

另一方面，特斯拉，18650电池的尺寸相对较小，正常充放电时单个电池内部的温差不会太大。然而，要将6000多个单电池的温度保持在5摄氏度以内是非常困难的。但特斯拉做到了。你是如何做到的？与其他电动汽车相比，特斯拉的电池管理系统（BMS）有哪些优势？

特斯拉电池模块中的液体冷却系统

如上图所示，这些管道是冷却剂通道，通道均匀地分布在电池模块之间，使每个电池单元都能与水管保持良好的接触，从而使每个电池单体在冷却过程中带走的热量几乎相同，并能有效地将温差控制在小范围内。

综上所述，由于18650电池的容量较小，特斯拉的热管理系统的复杂性大大增加。换句话说，如果考虑散热能力，使用小容量18650电池并不是最佳选择。

关于能量密度

当谈到能量密度时，有必要区分单个电池的能量密度和电池组的能量密度。

就单体电池的能量密度而言，18650电池高于叠层锂离子电池。日产LEAF中使用的33Ah锂离子电池的能量密度为157Wh/kg，通用伏特中使用的叠层电池的能量强度约为150Wh/kg。Roadster中使用的18650电池的能量密度约为211Wh/kg。然而，18650电池的管理系统更为复杂，因此额外的重量会使电池组的能量密度远低于单个电池的能量密度。Roadster的电池组重450公斤，能量密度为118瓦时/公斤，而LEAF的电池组重量为225公斤，能量强度为107瓦时/千克。在电池层面，两者的能量密度已经相当。

关于安全性

堆叠式锂离子电池的优点之前已经提到过，但它也有一些缺点。由于叠层锂离子电池一般采用铝塑膜包装，铝塑膜厚度较薄，机械强度较差，在汽车碰撞等极端情况下，铝塑膜容易损坏，导致安全事故。这也解释了为什么日产需要在由四种单体组成的电池模块外部添加一个铝壳。

18650电池通常是钢制外壳，这样更安全；

而且，如前所述，随着18650电池生产技术水平的不断提高，安全性也在不断提高。

特斯拉也投入了大量精力来应对这18650节电池可能发生的安全事故。如果单个电池出现温度过高等异常情况，根据异常情况的严重程度，将关闭电池或其模块的电源，以防止事故的蔓延。由于单体容量较小，只要不扩散，事故的严重程度就会很低。

关于成本

18650锂离子电池具有容量大、使用寿命长、安全性能高的特点，因体积小、重量轻、使用方便而受到消费者的青睐。随着18650电池技术研究的深入，电池的一致性和安全性都达到了很高的水平。18650电池作为最早的锂离子电池，也是世界上最成熟、最稳定的电池组合，目前仍处于领先地位。中国每年生产约数十亿个电池，远远超过其他材料的电池。

特斯拉使用18650块电池，可以由松下和日本其他制造商以前的生产线生产。在消费电子产品中使用的18650电池日益激烈的竞争中，松下等制造商与特斯拉合作升级产品，并改进原有生产线生产动力电池。工业生产中存在规模效应。当产品的规模达到一个数量级时，成本就会大大降低。一辆新能源汽车需要数千块18650块电池，因此单个电池的采购成本是可控的。

可以说，现阶段使用18650、20700等圆柱形电池作为新能源电动汽车的动力源是最佳选择。然而，随着电池技术的成熟，未来将有更多的新型电池应用于新能源电动汽车。特斯拉将使用20700而不是18650作为动力电池。从18650到20700，尺寸将发生变化，特斯拉将坚持使用圆柱形电池。

为什么特斯拉对圆柱形电池情有独钟？圆柱形电池的优点是什么，让特斯拉这个“技术人”无法忘记？小编就用“现在的爱人”18650来分析一下。

对于使用18650电池作为新能源电动汽车电池的技术路线，大家可能首先将注意力转向特斯拉。特斯拉在电池开发过程中测试了多种电池，但最终瞄准了18650种电池。18650电池的优点和缺点是什么？让我们来分析18650年的真实面貌。

首先，对18650圆柱形锂离子电池进行了简要的了解。

我们经常说18650实际上是指电池的形状规格，这是日本索尼公司为了节省成本而设定的标准电池型号，其中18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示圆柱形电池。18650电池用于指镍氢电池和锂离子电池。因为镍氢现在使用较少，所以现在指的是锂离子电池。18650锂离子电池的单节标称电压一般为：3.6V或3.7V

; 最小放电终止电压通常为2.5～2.75V。公共容量为1200～3300 mah。

关于一致性

18650电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池，广泛应用于电子产品中。多年来，日本制造商在18650电池的生产过程中积累了大量经验，使生产的18650电池一致性和安全性达到了非常高的水平。

相比之下，叠层锂离子电池还远远不够成熟。常见的有方形电池和软包装电池，甚至尺寸、尺寸和接线片位置都不统一。电池制造商的生产技术无法满足条件。它们大多主要由人控制，电池的一致性无法达到18650个电池的水平。如果电池的一致性不能满足要求，那么对大量串联和并联电池的管理不会使每个电池的性能更好，18650个电池可以解决这个问题。

特斯拉使用的松下18650圆柱形电池

综上所述，18650电池的单体电池容量较小，所需电池数量也会较大（S型有7104个），但一致性非常好；堆叠电池的容量可以更大（20 Ah至60 Ah），单体的数量可以减少，但一致性较差。相比之下，现阶段很难与电池供应商一起投入大量人力物力来改进叠层电池的生产工艺。因此，特斯拉在开发Roadster和Model S时，唯一的选择就是从市场上购买电池，并开发自己的电池系统。开发一个在管理6000多个电池中具有良好一致性的电池系统的技术难度低于开发200多个电池的一致性较差的电池系统。即使单个电池的数量增加，如果这些电池的性能可靠，也更容易管理。

与另一款成功的纯电动汽车日产聆风相比，它使用的是层压锂离子电池。这是因为日产与NEC合作多年，在电池技术方面积累了很多，所以在质量控制方面应该有相当的技巧。LEAF的电池来自日产和NEC的合资企业AESC。

在美国、日本和中国开发电动汽车时，将连横与电池制造商进行比较非常有趣。

关于散热能力

叠层电池厚度薄，表面大，具有良好的均热和散热能力，因此日产聆风大胆采用了被动热管理系统（事实上，它就是不管理！

)，热量被空气的自然对流带走。

从左到右，LEAF从单电池到由两个并联串中的四个单电池组成的电池模块，再到由48个串联电池模块组成的电池组，如下图所示：

日产LEAF使用的NEC层压电池

可以看出，电池组上没有风扇和冷却液管等热管理系统。也许这是一个没有把戏的把戏。

另一方面，特斯拉，18650电池的尺寸相对较小，正常充放电时单个电池内部的温差不会太大。然而，要将6000多个单电池的温度保持在5摄氏度以内是非常困难的。但特斯拉做到了。你是如何做到的？与其他电动汽车相比，特斯拉的电池管理系统（BMS）有哪些优势？

特斯拉电池模块中的液体冷却系统

如上图所示，这些管道是冷却剂通道，通道均匀地分布在电池模块之间，使每个电池单元都能与水管保持良好的接触，从而使每个电池单体在冷却过程中带走的热量几乎相同，并能有效地将温差控制在小范围内。

综上所述，由于18650电池的容量较小，特斯拉的热管理系统的复杂性大大增加。换句话说，如果考虑散热能力，使用小容量18650电池并不是最佳选择。

关于能量密度

当谈到能量密度时，有必要区分单个电池的能量密度和电池组的能量密度。

就单体电池的能量密度而言，18650电池高于叠层锂离子电池。日产LEAF中使用的33Ah锂离子电池的能量密度为157Wh/kg，通用伏特中使用的叠层电池的能量强度约为150Wh/kg。Roadster中使用的18650电池的能量密度约为211Wh/kg。然而，18650电池的管理系统更为复杂，因此额外的重量会使电池组的能量密度远低于单个电池的能量密度。Roadster的电池组重450公斤，能量密度为118瓦时/公斤，而LEAF的电池组重量为225公斤，能量强度为107瓦时/千克。在电池层面，两者的能量密度已经相当。

关于安全性

堆叠式锂离子电池的优点之前已经提到过，但它也有一些缺点。由于叠层锂离子电池一般采用铝塑膜包装，铝塑膜厚度较薄，机械强度较差，在汽车碰撞等极端情况下，铝塑膜容易损坏，导致安全事故。这也解释了为什么日产需要在由四种单体组成的电池模块外部添加一个铝壳。

18650电池通常是钢制外壳，这样更安全；

而且，如前所述，随着18650电池生产技术水平的不断提高，安全性也在不断提高。

特斯拉也投入了大量精力来应对这18650节电池可能发生的安全事故。如果单个电池出现温度过高等异常情况，根据异常情况的严重程度，将关闭电池或其模块的电源，以防止事故的蔓延。由于单体容量较小，只要不扩散，事故的严重程度就会很低。

关于成本

18650锂离子电池具有容量大、使用寿命长、安全性能高的特点，因体积小、重量轻、使用方便而受到消费者的青睐。随着18650电池技术研究的深入，电池的一致性和安全性都达到了很高的水平。18650电池作为最早的锂离子电池，也是世界上最成熟、最稳定的电池组合，目前仍处于领先地位。中国每年生产约数十亿个电池，远远超过其他材料的电池。

特斯拉使用18650块电池，可以由松下和日本其他制造商以前的生产线生产。在消费电子产品中使用的18650电池日益激烈的竞争中，松下等制造商与特斯拉合作升级产品，并改进原有生产线生产动力电池。工业生产中存在规模效应。当产品的规模达到一个数量级时，成本就会大大降低。一辆新能源汽车需要数千块18650块电池，因此单个电池的采购成本是可控的。

可以说，现阶段使用18650、20700等圆柱形电池作为新能源电动汽车的动力源是最佳选择。然而，随着电池技术的成熟，未来将有更多的新型电池应用于新能源电动汽车。

标签：特斯拉日产Model S

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