特斯拉为什么采用18650电池？
来源：宝鄂实业
2019-09-29 22:53
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特斯拉为什么采用18650电池？
在此展开论述。
a.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，每年的出货量大约有几十亿节。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。
在与美国一位电池界教授交流的过程中，他半戏谑地说过一番话：如果你从日本某厂商直接购买了同一批次的电池，然后用你的电池充放电测试仪器去同时测试它们，如果发现不同通道测出的放电曲线不一样，你应该怀疑你的设备而不是电池的一致性。
相比之下，层叠式锂离子电池远远没有成熟，甚至连尺寸、大小、极耳位置等都不统一，电池厂商所具备的经验也很不足，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将是一场梦魇。
b.成本
特斯拉采用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，笔者想松下等厂商是非常乐意与特斯拉合作升级产品，将原有的生产线改良后用于生产动力电池。
另外，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。一辆特斯拉就需要上千节18650电池，因此单体的采购价格应该可以压得比较低。
c.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。
反过来看特斯拉，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，特斯拉做到了。怎么做到的？
这些管道是冷却液的流道，流道交叉布置的样子很像发动机的排气歧管，这是为了使得各路管道的流动阻力大致平衡。
总结来说，由于采用了小容量的18650电池，特斯拉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。
d.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。笔者这里查到的日产LEAF所用的33Ah锂离子电池的能量密度是157Wh/kg，GMVolt所用的层叠式电池的能量密度约为150Wh/kg；而Roadster所用的18650电池的能量密度约为211Wh/kg。（注：Roadster和Volt都没有查到原装电池数据，笔者是根据相同电池厂商生产的相同容量的电池的数据计算得到的）
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450kg，能量密度是118Wh/kg，而LEAF电池组的重量是225kg，能量密度是107Wh/kg。在电池组层次，两者的能量密度已经不相上下。
ModelS的设计应当比Roadster优秀得多，但是这方面的资料笔者还没有收集到太多，现在还没有办法做分析。
在此展开论述。
a.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，每年的出货量大约有几十亿节。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。
在与美国一位电池界教授交流的过程中，他半戏谑地说过一番话：如果你从日本某厂商直接购买了同一批次的电池，然后用你的电池充放电测试仪器去同时测试它们，如果发现不同通道测出的放电曲线不一样，你应该怀疑你的设备而不是电池的一致性。
相比之下，层叠式锂离子电池远远没有成熟，甚至连尺寸、大小、极耳位置等都不统一，电池厂商所具备的经验也很不足，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将是一场梦魇。
b.成本
特斯拉采用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，笔者想松下等厂商是非常乐意与特斯拉合作升级产品，将原有的生产线改良后用于生产动力电池。
另外，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。一辆特斯拉就需要上千节18650电池，因此单体的采购价格应该可以压得比较低。
c.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。
反过来看特斯拉，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，特斯拉做到了。怎么做到的？
这些管道是冷却液的流道，流道交叉布置的样子很像发动机的排气歧管，这是为了使得各路管道的流动阻力大致平衡。
总结来说，由于采用了小容量的18650电池，特斯拉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。
d.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。笔者这里查到的日产LEAF所用的33Ah锂离子电池的能量密度是157Wh/kg，GMVolt所用的层叠式电池的能量密度约为150Wh/kg；而Roadster所用的18650电池的能量密度约为211Wh/kg。（注：Roadster和Volt都没有查到原装电池数据，笔者是根据相同电池厂商生产的相同容量的电池的数据计算得到的）
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450kg，能量密度是118Wh/kg，而LEAF电池组的重量是225kg，能量密度是107Wh/kg。在电池组层次，两者的能量密度已经不相上下。
ModelS的设计应当比Roadster优秀得多，但是这方面的资料笔者还没有收集到太多，现在还没有办法做分析。
