特斯拉為什么將老伙計(jì)18650電池?fù)Q成了新朋友21700呢？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-02 10:55
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2018年不僅是造車(chē)新勢(shì)力元年，同時(shí)也是整個(gè)新能源行業(yè)逆勢(shì)大幅增長(zhǎng)的一年，據(jù)統(tǒng)計(jì)，去年新能源汽車(chē)的產(chǎn)銷(xiāo)都突破了120萬(wàn)臺(tái)的大關(guān)，預(yù)計(jì)今年將繼續(xù)上漲。不過(guò)，目前尚有許多因素影響或是局限著行業(yè)的發(fā)展，其中動(dòng)力電池的容量和續(xù)航里程就是關(guān)鍵一環(huán)，如果電池技術(shù)無(wú)法取得進(jìn)展，那新能源行業(yè)同樣會(huì)受到桎梏。
人們對(duì)于特斯拉的喜愛(ài)，不止是因?yàn)槠涓哔F的身份和拉風(fēng)酷炫的外形，更是因?yàn)閺?qiáng)大的性能，所謂的性能，其實(shí)就包括了超過(guò)大部分品牌電動(dòng)車(chē)型的續(xù)航里程，在新能源車(chē)尚未興起的時(shí)候，特斯拉在這方面可謂是一枝獨(dú)秀。在品牌剛起步的時(shí)候，特斯拉試用了無(wú)數(shù)電池，最后終于將18650電芯作為旗下電動(dòng)汽車(chē)電池的技術(shù)路線，不過(guò)在已上市的特斯拉Model3 那么為什么特斯拉最后又宣布改用21700鋰電池呢？
首先要知道兩款電芯的概念，18650鋰電池是日本SONY公司當(dāng)年為了節(jié)省成本而定下的一種標(biāo)準(zhǔn)性的鋰離子電池型號(hào)，其中18表示直徑為18mm，65表示長(zhǎng)度為65mm，0表示為圓柱形電池。18650作為傳統(tǒng)電池電芯，技術(shù)比較成熟，能量密度、可靠性與適配性都很強(qiáng)，是商業(yè)化最早，生產(chǎn)自動(dòng)化程度最高，當(dāng)前成本最低的一種動(dòng)力電池，作為新生企業(yè)的特斯拉當(dāng)時(shí)還尚未擁有獨(dú)立電池技術(shù)，因此對(duì)18650青睞多年。而 21700鋰電池是為了適應(yīng)電動(dòng)汽車(chē)對(duì)更長(zhǎng)續(xù)行里程的要求，為提高車(chē)輛電池空間有效利用率，而開(kāi)發(fā)出的新型號(hào)電池。
我們知道，一臺(tái)特斯拉的動(dòng)力電池由8000多節(jié)這樣的電池組成，對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，減少電池質(zhì)量以提高整車(chē)運(yùn)行效率是非常必要的。首先，21700電池的能量密度要優(yōu)于18650電池，在現(xiàn)有條件下，其生產(chǎn)的21700電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右，比其原來(lái)18650電池系統(tǒng)的250Wh/kg約提高20%，因原先18650結(jié)構(gòu)下的電池PACK為了能保證安全性，在外部結(jié)構(gòu)上采用了堅(jiān)硬的金屬材料，使得散熱和重量都成了不小的問(wèn)題。再根據(jù)松下的動(dòng)力鋰電池單體的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，其21700電池的體積能量密度遠(yuǎn)高于18650型電池單體。而根據(jù)Tesla披露的電池價(jià)格信息，預(yù)計(jì)21700的動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)售價(jià)為170美元/Wh，相比18650的售價(jià)185美元/Wh，價(jià)格下降幅度可達(dá)8.1%左右。18650的系統(tǒng)的成本約為171美元/Wh，改用21700后，系統(tǒng)成本約能實(shí)現(xiàn)9%左右的降幅，達(dá)到155美元/Wh。這也意味著，更換21700電池不僅能減少電池質(zhì)量占比，提高續(xù)航里程，同時(shí)還能降低成本。
說(shuō)到21700成本的運(yùn)用，特斯拉并不是首屈一指的企業(yè)，早在2015年，松下集團(tuán)就首先在自主研發(fā)的電動(dòng)自行車(chē)上就使用了這種電池。之后特斯拉看到了這種電池的運(yùn)用成果，于是向松下提出購(gòu)買(mǎi)升級(jí)需求，加上二者長(zhǎng)期的電池供需合作關(guān)系，在新車(chē)Model3使用上21700電芯也就順理成章了。
國(guó)內(nèi)大量車(chē)企開(kāi)始在電動(dòng)車(chē)上使用18650型號(hào)電池，也大半是受了特斯拉的影響，如今特斯拉改換21700電池，想必仍然會(huì)有一大批車(chē)企緊隨其步伐。不過(guò)，電池雖然在更新?lián)Q代，但目前新能源行業(yè)的發(fā)展仍因電池技術(shù)的瓶頸而受到掣肘，但愿企業(yè)在紛紛投向造車(chē)領(lǐng)域的同時(shí)，也能有自主研發(fā)核心技術(shù)的精神。
近幾年國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)行業(yè)的火爆發(fā)展，帶動(dòng)了鋰離子電池領(lǐng)域的龐大需求，各大電池企業(yè)蜂擁投產(chǎn)，但不同企業(yè)對(duì)電池技術(shù)路線的選擇，卻是八仙過(guò)海，各顯神通。那么現(xiàn)在新能源市場(chǎng)上使用的主流電池種類(lèi)都有哪些？它們又都應(yīng)用在哪些車(chē)型上呢？下面我們就來(lái)一次國(guó)內(nèi)主流電動(dòng)車(chē)電池大起底，看看各家車(chē)廠電池的秘密。
新能源汽車(chē)裝機(jī)量創(chuàng)新高，動(dòng)力電池企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈
2017年我國(guó)新能源汽車(chē)整體產(chǎn)銷(xiāo)成績(jī)接近80萬(wàn)輛，對(duì)于新能源汽車(chē)的核心零部件—動(dòng)力電池的裝機(jī)量再創(chuàng)新高。數(shù)據(jù)顯示，2017年我國(guó)新能源汽車(chē)動(dòng)力電池裝機(jī)總電量約36.24GWh，裝機(jī)總電量前10的動(dòng)力電池企業(yè)合計(jì)約為26.22Wh，占整體的72.3％。
其中，寧德時(shí)代10.4GWh的裝機(jī)量約占總量的30％，裝機(jī)量排名第一。比亞迪緊隨其后，占比約15％。除此之外，沃特瑪、國(guó)軒高科、比克動(dòng)力、力神、孚能科技、億緯鋰能、國(guó)能電池、智航新能源等8家電池企業(yè)的電池裝機(jī)量也成為配套主力企業(yè)。
在新能源乘用車(chē)方面，大多數(shù)車(chē)企搭載的動(dòng)力電池以三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池為主。但是由于三元電池比磷酸鐵鋰電池在能量密度方面優(yōu)勢(shì)較大，所以三元鋰電池市場(chǎng)占有率還會(huì)不斷上升。
新能源客車(chē)方面，磷酸鐵鋰電池依然是國(guó)內(nèi)主機(jī)廠的主流選擇，錳酸鋰次之。
從當(dāng)前市場(chǎng)情況看，前十家動(dòng)力電池企業(yè)的市場(chǎng)份額占比已高達(dá)72.3％，前十家電池企業(yè)受益于新能源汽車(chē)電池續(xù)航激勵(lì)機(jī)制，電池出貨量得到迅速激增。在2017年新能源汽車(chē)全年銷(xiāo)量達(dá)77.7萬(wàn)輛的基礎(chǔ)上，中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)，2018年國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量增速將達(dá)40%，沖擊百萬(wàn)輛大關(guān)。在此情形之下，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)一大批新晉電池企業(yè)尋求市場(chǎng)，擴(kuò)充產(chǎn)能，2018年新能源電池廠商的競(jìng)爭(zhēng)壓力將會(huì)逐漸增大。
動(dòng)力電池企業(yè)產(chǎn)品類(lèi)型及配套新能源乘用車(chē)企業(yè)
NO.1、寧德時(shí)代-磷酸鐵鋰電池/三元鋰
代表車(chē)型：北汽EV系列
寧德時(shí)代的電池出貨量一直走在了很多企業(yè)的前面，寧德時(shí)代主要從事磷酸鐵鋰、三元鋰、錳酸鋰電池等高新技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)、制造和銷(xiāo)售。在新能源乘用車(chē)方面，寧德時(shí)代主要提供磷酸鐵鋰、三元鋰兩種電池，合作車(chē)企高達(dá)15家以上。包括北汽、華晨寶馬、吉利、奇瑞、東風(fēng)、長(zhǎng)城等主流車(chē)企。其中，北汽新能源最早的車(chē)型-EV系列搭載的就是由寧德時(shí)代、北汽新能源與北大先行共同打造的合資企業(yè)普萊徳提供的磷酸鐵鋰電池。
北汽新能源EV160是EV150的升級(jí)產(chǎn)品，該車(chē)的外形輪廓與EV150相差不多。新款的北汽EV系列車(chē)型，采用來(lái)自普萊德提供的磷酸鐵鋰電池，續(xù)航里程可以達(dá)到160-200公里，快充1小時(shí)、慢充8小時(shí)可將電量充滿。
眾所周知，磷酸鐵鋰電池具有壽命長(zhǎng)、價(jià)格低等特點(diǎn)。但磷酸鐵鋰電池低溫性能衰減較大也一直受到人們的忽視。換句話說(shuō)，由于磷酸鐵鋰電池“懼怕”低溫，所以電池在冬天的續(xù)航能力也會(huì)下降的非常明顯。拿北汽EV160車(chē)型為例，工信部給出的續(xù)航是160km，在0-4攝氏度的情況下，EV160的電量損耗為46%，相當(dāng)于掉了一半的續(xù)航，電量嚴(yán)重“打折”。由于磷酸鐵鋰的先天不足，北汽EV160現(xiàn)在市場(chǎng)上基本上沒(méi)人買(mǎi)賬了。
NO.2、比亞迪-磷酸鐵鋰電池
代表車(chē)型：秦EV
比亞迪除了生產(chǎn)轎車(chē)外，同時(shí)還是一家動(dòng)力電池制造商。2006年，惠州比亞迪電池有限公司成立，作為比亞迪旗下的子公司。其主要產(chǎn)品是方形磷酸鐵鋰動(dòng)力電池，主要供給比亞迪旗下的秦、E6、K9等新能源汽車(chē)。
坐在國(guó)內(nèi)新能源車(chē)頭把交椅的比亞迪，一直充當(dāng)著磷酸鐵鋰電池的“守護(hù)者”。旗下EV300搭載的便是自產(chǎn)自銷(xiāo)的磷酸鐵鋰電池，秦EV300搭載最大功率為160kW，最大扭矩310Nm的永磁同步電動(dòng)機(jī)，綜合續(xù)航里程300KM的數(shù)據(jù)基本可以滿足日常生活的用車(chē)需求。快充模式下1.2小時(shí)，慢充大概在13小時(shí)可以將電量充滿。
比亞迪之所以堅(jiān)持磷酸鐵鋰電池，是因?yàn)榱住㈣F、鋰等化學(xué)元素成本相對(duì)低些，有利于新能源汽車(chē)量產(chǎn)。不過(guò)，磷酸鐵鋰電池性能依然有待提高，有些秦的車(chē)主反映，比亞迪“秦”電池存在單體電池電壓偏低而影響純電模式正常工作等問(wèn)題。
NO.3、國(guó)軒高科-三元鋰/磷酸鐵鋰電池
代表車(chē)型：江淮IEV
國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司成立于2005年，其主要產(chǎn)品是三元鋰和磷酸鐵鋰動(dòng)力電池。國(guó)軒動(dòng)力電池成功應(yīng)用于北汽、上汽、江淮IEV系列等國(guó)內(nèi)主流整車(chē)企業(yè)產(chǎn)品。
江淮iEV5是江淮第五代純電動(dòng)轎車(chē)，搭載的是國(guó)軒高科的三元鋰電池。最大功率50kw，最大扭矩高續(xù)航215公里，其最大續(xù)航里程可達(dá)240km。不過(guò)最近爆出江淮iev5在未充電停放狀態(tài)下發(fā)生自燃的事件，自燃原因江淮官方還未給出。
NO.4、比克動(dòng)力-三元鋰/磷酸鐵鋰電池
代表車(chē)型：眾泰云100plus
比克電池首創(chuàng)于2001年，現(xiàn)已發(fā)展成為集鋰離子電池、電動(dòng)汽車(chē)、電池回收三大核心業(yè)務(wù)為一體的國(guó)際領(lǐng)先的新能源企業(yè)。在電動(dòng)汽車(chē)電池領(lǐng)域, 早于2006年，比克建設(shè)并完成了全自動(dòng)化18650型圓柱電池產(chǎn)線的全線投產(chǎn)，使比克獲得眾泰、奇瑞、華晨寶馬等國(guó)內(nèi)外知名汽車(chē)廠商的肯定。其中搭載鋰離子電池的鼻祖——18650鋰電池的眾泰云100plus可以被譽(yù)為當(dāng)今世界上極具性價(jià)比的電動(dòng)汽車(chē)。
眾泰汽車(chē)在其云系列車(chē)型的基礎(chǔ)上推出了一款升級(jí)車(chē)型——云100plus，說(shuō)它是高品質(zhì)世家的傳承者也不為過(guò)，全新升級(jí)的云100plus用它的周到和嚴(yán)謹(jǐn)，穩(wěn)定地保持著云家族系列車(chē)型的極致品質(zhì)。
動(dòng)力方面，云100plus采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性高、電機(jī)性能穩(wěn)定性好。搭配行業(yè)主流的三元鋰離子電池，具有能量密度高，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，而且穩(wěn)定性高效，便于維護(hù)。這個(gè)動(dòng)力組合的最大功率達(dá)27KW，最大扭矩足140N·m，最大車(chē)速突破了100km/h。其最大續(xù)航里程可達(dá)200km，從根本上緩解了消費(fèi)者的出行擔(dān)憂。
云100plus采用來(lái)自比克電池的18650圓柱三元鋰電池，內(nèi)部采用分區(qū)檢測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)包括電量、電壓以及溫度等信息。
除了以上列舉的電池廠商和配套的新能源乘用車(chē)企外，同樣有著較高市場(chǎng)份額的萬(wàn)向、力神同樣采用三元鋰和磷酸鐵鋰兩條技術(shù)路線發(fā)展。其中，力神合作的乘用車(chē)車(chē)企包括眾泰、一汽、北京現(xiàn)代、東風(fēng)等主流車(chē)企。萬(wàn)向給奇瑞、廣汽傳祺、海馬等車(chē)企提供動(dòng)力電池。
近幾年中國(guó)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為迅猛，電池技術(shù)層見(jiàn)疊出。擺在電池廠商面前的仍就是成熟的技術(shù)、生產(chǎn)成本，可換性及價(jià)格。畢竟新能源技術(shù)之關(guān)鍵，是電池，只有在以上幾方面突破了，中國(guó)的動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)才會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階，新能源汽車(chē)產(chǎn)品才能更加安全可靠。
