為什么特斯拉堅(jiān)持使用鈷酸鋰電池?
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-02-14 16:29
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為什么特斯拉堅(jiān)持使用鈷酸鋰?
特斯拉(Tesla)的電池是電動(dòng)汽車的核心部件之一，在早期曾遭到嘲笑和謾罵，甚至在出售了其爆炸部件后，許多業(yè)內(nèi)專家仍稱其為“老舊的電池技術(shù)”和“缺乏針對性”。原因在于，特斯拉是唯一一家使用18650鋰鈷離子電池的公司，這種電池傳統(tǒng)上用于筆記本電腦，不如電動(dòng)汽車優(yōu)雅，而且存在安全隱患。這是真的嗎?
根據(jù)報(bào)告，作為輸出功率的背景，電池對電動(dòng)汽車的影響是顯而易見的。磷酸鐵鋰電池是目前市場上動(dòng)力電池的首選，如雪佛蘭Volt、日產(chǎn)Leaf、比亞迪E6和Fisker Karma，因?yàn)樗鼈兊目煽啃?、安全性和充電次?shù)。
特斯拉是第一個(gè)在汽車中使用鈷酸鋰電池的汽車
特斯拉的跑車和Model S由18650鋰鈷氧化物電池供電。與磷酸鐵鋰電池相比，這種電池雖然工藝更復(fù)雜，功率大，能量密度高，一致性更高，但安全系數(shù)較低，熱電特性較差，成本相對較高。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，18650電池的電壓總是低于2.7V或高于3.3V，都會(huì)出現(xiàn)過熱癥狀。如果電池組體積大，溫度梯度控制不好，就有發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)。難怪特斯拉被批評在電池技術(shù)方面不可靠，這些技術(shù)主要集中在電壓、電流和熱控制方面。
然而，在實(shí)踐中，磷酸鐵鋰電池被認(rèn)為更安全、更可靠，但并不總是可用。在制備過程中，氧化鐵有可能在高溫環(huán)境下還原為單質(zhì)鐵。單質(zhì)鐵會(huì)引起電池的微短路，這是電池的禁忌材料。此外，磷酸鐵鋰電池的充放電曲線在實(shí)踐中存在較大差異，一致性差，能量密度低，直接影響電動(dòng)汽車敏感的電池壽命。海通國際證券的最新研究報(bào)告顯示，特斯拉電池的能量密度(170wh/kg)大約是比亞迪磷酸鐵鋰電池的兩倍。
早在上世紀(jì)70年代，英國亨丁頓大學(xué)(university of hundington)的惠廷漢姆女士就開發(fā)出了用于筆記本電腦、手電筒和其他數(shù)碼設(shè)備的18650電池，但特斯拉是第一個(gè)在汽車中使用18mm直徑、65mm高的圓柱形鋰電池的公司。
特斯拉電池技術(shù)總監(jiān)庫爾特·凱爾蒂(Kurt Kelty)在早些時(shí)候的一次采訪中表示，特斯拉也在市場上試驗(yàn)了300種不同類型的電池，包括平板電池和方形電池，但選擇了松下的18650電池。一方面，18650具有更高的能量密度，更穩(wěn)定和一致。另一方面，18650可以用來降低電池系統(tǒng)的成本。此外,每個(gè)單元的標(biāo)準(zhǔn)雖小,每個(gè)單元的能量可以控制在一個(gè)小范圍內(nèi),即使一個(gè)缺陷發(fā)生在一個(gè)細(xì)胞的電池組,缺陷造成的影響相比,可以減少大型標(biāo)準(zhǔn)電池的使用。此外，全球每年生產(chǎn)出數(shù)十億的18650個(gè)電池，安全水平也在不斷提高。
鋰電池，NCR18650，是一種高容量電池，標(biāo)稱電壓值為3.6V，標(biāo)稱最低容量為2750毫安，組件為45.5 g。此外，特斯拉第二代車型S使用的18650的能量密度比之前的跑車高出30%。
特斯拉首席技術(shù)官JB Straubel表示，自從S型跑車上市以來，電池成本已經(jīng)下降了約44%，而且還將繼續(xù)下降。2010年，松下作為股東向特斯拉貢獻(xiàn)了3000萬美元。2011年達(dá)成了一項(xiàng)戰(zhàn)略協(xié)議，為未來五年所有特斯拉汽車提供電池。據(jù)特斯拉目前估計(jì)，松下18650將安裝在8萬輛Model S上。
6831塊鋰電池奇跡般的重新配置
特斯拉如何“修復(fù)”18650存在安全風(fēng)險(xiǎn)的事實(shí)?秘密武器在于它的電池處理系統(tǒng)，它提供了一個(gè)解決方案，結(jié)合6,831 2安培松下18650封裝電池在串聯(lián)和并聯(lián)。
要駕駛電動(dòng)汽車，需要大量的18650節(jié)電池。特斯拉跑車的電池系統(tǒng)包含6831塊小電池，特斯拉S型高達(dá)8000塊。如何放置和組裝這些大量的小電池是特別重要的。
