特斯拉的电池技术总监库尔特·科蒂(Kurt Kelty)表示,“我们也尝试了板型和方型电池,结果还是18650的能量密度更高”,此次采用的18650“电池单元的能量密度大约比Roadster高3成。而且,单元的排列方式对于安全性影响也颇大,另外还把18650电池单元之间的间隔也给做小了”
在该公司看来,这样不仅成本低,而且安全性好,,一旦电池单元出现热失控,因为容量小,不容易影响到周围的电池单元。科蒂说道:“其实,18650有五个优点。但我们不想让其他企业知道,所以不便详谈。”另外,他的话中还透露出了该公司也在尝试其他方式,但目前还不打算更换的意思。
Tesla为什么采用18650电池?
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。
总结来说,18650电池的单体容量小(一般不会超过3 Ah),所需的单体数量会很多(Roadster有6831节),但是一致性很好;层叠式电池的容量可以做得较大(30 Ah甚至40 Ah),单体数量可以降低,但是一致性差。
Tesla不是一家电池厂商,它在电池生产技术方面不会有太多的积累,现阶段也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。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。
b. 成本
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,松下等厂商是非常乐意与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。
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Tesla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
1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,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。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。
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电池是要高于大容量的层叠式锂离子电池。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。