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特斯拉或用新20700电池取代18650电池
据悉，特斯拉计划采用20700高性能钴酸锂电池，替换目前的松下18650钴酸锂电池，以提高MODEL 3新车的性能。
特斯拉或用新20700电池取代18650电池
特斯拉正在研发MODEL 3车型，预计该车售价将接近当前主力车型MODEL S的一半，大约在3.5万美元左右，续航里程约200英里（320公里）。特斯拉公司CEO埃隆&马斯克称，MODEL 3将同宝马3系竞争。由于电池重量较大，为了更好的和对手竞争，特斯拉决定研发新的电池技术，为电池系统&减肥&，从而减轻新车重量。
特斯拉或用新20700电池取代18650电池
特斯拉目前主要采用松下提供的18650钴酸锂电池，整个电池组包含数千块独立电池单元；该电池成本约为250美元/千瓦时，能够提供233瓦&时/千克的能量密度。未来特斯拉计划推出新的20700钴酸锂电池，该电池体积虽然更大，但在改进了化学成分之后提升了能量密度。
因而在达到相同的功率要求时，所需要的电池模块数量减少，整个电池组重量将降低。根据特斯拉的资料，一旦电池能量密度达到333瓦&时/千克，特斯拉MODEL 3的整车重量将同宝马3系相当。
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扫描二维码浏览移动版从1，特斯拉为何对圆柱电池“情有独钟”
特斯拉将使用20700代替18650作为动力电池，从1，变的是尺寸，不变的是特斯拉还是坚持使用圆柱电池。
为什么特斯拉会对圆柱电池“情有独钟”，“圆柱电池”身上到底有哪些优点让特斯拉这个“技术男”念念不忘呢？小编就以“现任情人”18650来分析一下。
对于用18650电芯做为新能源电动汽车电池的技术路线，大家首先可能把目光转向特斯拉。特斯拉在进行电池开发时，测试了很多种类的电池，但最后把目标锁定在18650电池，究竟18650的电芯有哪些优缺点，让我们来分析18650的真面目。
首先对18650圆柱形锂离子电芯做简要认识
我们日常常说的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，由于镍氢的现在比较少用，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。
特斯拉使用的松下18650圆柱电池
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，在品质控制方面应该有相当的功力。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，因此日产的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：
日产LEAF使用的NEC层叠电池
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多个单体电池的温度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？参看Tesla 的电池管理系统 (BMS) 相比其他电动汽车有哪些优势？
特斯拉电池模组中的液冷系统
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电池是要高于层叠式锂离子电池。我这里查到的日产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。
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，这一数据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。
可以说，采用1等圆柱电池作为新能源电动汽车的动力之源，在现阶段可以说是最优的选择。但是随着电池技术工艺的成熟，未来也会出现更多新型的电池应用在新能源电动汽车上。
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微信公众账号：&近日，江苏天鹏电源有限公司总经理陈璇近日做了题为&浅析圆柱型锂离子电池在电动汽车上的应用与发展趋势&&从1/21700&的演讲。
　　无论对于小型圆柱电芯用于EV有多少争议，18650由于高能量密度和高性价比，成为越来越多乘用车和物流车的重要选择。
　　18650的优点是成熟度高、一致性高、能量密度、成本、排布柔性高；缺点是数量多，pack难度高，质量控制点多。而更大的单体电芯可以通过改变内部设计，大幅度提升寿命、倍率等，也让Pack看起来更容易，但也同时会大幅降低能量密度(体积和重量)，降低了组装时空间利用的灵活性，高能量密度的大尺寸电池，大多自动化程度低，制程等不良带来的成本很高，一致性差，且一旦失效，后果可怕。
　　目前，圆柱电芯的优势很大程度上得益于尺寸标准化、产品成熟度与成本竞争力，与标准化一定是强相关；更大的圆柱26/32等一直未能成为主流；呼之欲出的新尺寸20/21，是市场自身多种因素的测算平衡和基于18650现有优势的兼顾的选择。
　　什么类型的锂电芯更适合？
　　单位体积容量与循环寿命、倍率、安全性是强相关因素：容量每提升10%，循环寿命大约会降低20%；容量每提升10%，充放电倍率降低30-40%；容量每提升10%，温升大约会提高20%，且呈几何级上升；能量密度越高，安全性风险越大。
　　1+石墨体系，按新国标，1C做到2.4AH已到了设计的极限，更高能量密度的材料(NCA、811等)本身稳定性和制程控制，不是想象的那么容易。所以，暂时还不太好用，但贵很多&&
　　圆柱18650锂离子电池发展面临的诸多挑战
　　电池能量密度要求不断提高，提高了材料成本：a.新材料如NCA、硅碳等新材料供应链尚不成熟，成本高，供应难以稳定；b.新材料制程对环境要求高，固定资产投资高，能耗巨大；单体电池容量低，PACK成组技术要求和成本偏高；单体电芯最多适应正单、负双极耳结构，而且对能量密度影响较为显着；高曲率部分比率较大，循环寿命受到较大影响；高能量密度与高倍率充电同时要求时，设计空间已到极限。
　　更大直径圆柱锂离子电池将成为必然趋势：20/21相对18是更好的选择
　　同体积下，能量密度优势：适当增加直径和高度可以获得更多的有效体积。
带来的好处：a.适当提高能量密度情况下，可以选择常规材料，稳定、性价比高；b.可以适当进行多极耳机构设计降低内阻；c.同样能量密度下，可以选择快充特性石墨，改善快充性能；d.高曲率部分比率降低，延长电芯循环寿命；e.单体电芯容量增大，降低Pack成本。
　　1.从上图可以得到，21700在不同的型号中高曲率点所占的比例是最小的，20650适中，而18650最高。
　　2.当电池在循环过程中如出现恶化时，在曲率最大点开始，而21700由于其所占的比例最小，故对循环性能的影响也是最小。
　　相同容量的PACK包在相同安全距离设计下，20系列体积能量密度比最优，重量能量密度21最佳。
　　天鹏电源的选择
　　新厂投入巨资，投入日韩最先进生产设备，从投料到挑选完全实现自动化，4条200PPM的自动化产线。兼容性产线，日产100万只，2017年4月实现量产供货，虽然20/21的直径为使用成熟材料体系延长了周期，仍然最为严苛的环境控制，以确保我们储备多年的高容量产品技术，在安全可靠的环境下实现量产，更为供应链的成熟化赋予了一定时间。
　　为什么，而不是20700？
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