作為鋰電池家族的重要組成，18650電池早年被廣泛運用于消費類電子產(chǎn)品中。近幾年來隨著新能源汽車的強勢崛起，18650電池也開始被運用到新能源汽車行業(yè)。

　　除去老牌的特斯拉，目前包括保時捷與國內(nèi)的江淮、眾泰、長安、廣汽等也紛紛加入到18650電池車型的研發(fā)隊伍中來。業(yè)內(nèi)人士稱，未來會有更多車型“戀上”18650電池，推動著18650電池的運用之路發(fā)生顛覆性的改變。

　　18650電池優(yōu)勢明顯

　　“日本廠商在18650電池的生產(chǎn)工藝上積累了大量的經(jīng)驗，其生產(chǎn)出來的18650電池在一致性和安全性上面都達(dá)到了比較高的水準(zhǔn)，被行業(yè)稱為‘標(biāo)桿’。”中國微型電動車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長羅會明看來，這就是為什么特斯拉會選用日本18650電池的主因。

　　廣西卓能新能源科技有限公司總經(jīng)理鄧綸浩也提到，“由于18650電池的生產(chǎn)自動化程度高，穩(wěn)定性較好，可替換性高，使得18650電池在系統(tǒng)開發(fā)的模塊化以及標(biāo)準(zhǔn)化程度上均具有無以倫比的獨特優(yōu)勢?？梢杂行У亟档蜕a(chǎn)成本，節(jié)約勞動力”。

　　能量密度方面，Model S使用的是3.1Ah，能量密度約為252Wh/kg的18650電池。而豐田L(fēng)eaf所用的軟包電池是33Ah，單體電池能量密度為150Wh/kg。顯而易見，18650電池在能量密度方面，要優(yōu)于軟包電池。因此，18650電池尤其是應(yīng)用在微小型電動車上時，具有很大的優(yōu)勢。

　　微小型電動車的特點在于體積小、設(shè)計靈活、售價極低。“18650電池特點就是能量密度高、單個體積小、成本低。” 北京理工大學(xué)教授孫立清稱，18650電池用于微型電動車能夠在小的空間實現(xiàn)更多的裝載量，實現(xiàn)了最大化的利用，未來18650電池在微小型電動車領(lǐng)域會得到更好地應(yīng)用，所占份額也會越來越大。

. 一致性

18650電池是最早、最成熟、最穩(wěn)定的鋰離子電池，廣泛應(yīng)用在電子產(chǎn)品中，每年的出貨量大約有幾十億節(jié)。多年來，日本廠商在18650電池的生產(chǎn)工藝上積累了大量的經(jīng)驗，使得產(chǎn)出的18650電池的一致性、安全性都達(dá)到了非常高的水準(zhǔn)。

在與美國一位電池界教授交流的過程中，他半戲謔地說過一番話：如果你從日本某廠商直接購買了同一批次的電池，然后用你的電池充放電測試儀器去同時測試它們，如果發(fā)現(xiàn)不同通道測出的放電曲線不一樣，你應(yīng)該懷疑你的設(shè)備而不是電池的一致性。

相比之下，層疊式鋰離子電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有成熟，甚至連尺寸、大小、極耳位置等都不統(tǒng)一，電池廠商所具備的經(jīng)驗也很不足，電池的一致性達(dá)不到18650電池的水準(zhǔn)。如果電池的一致性達(dá)不到要求，大量電池串、并聯(lián)形成的電池組的管理將是一場夢魘。

總結(jié)來說，18650電池的單體容量小（一般不會超過3 Ah），所需的單體數(shù)量會很多（Roadster有6831節(jié)），但是一致性很好；層疊式電池的容量可以做得較大（30 Ah甚至40 Ah），單體數(shù)量可以降低，但是一致性差。

Tesla不是一家電池廠商，它在電池生產(chǎn)技術(shù)方面不會有太多的積累，現(xiàn)階段也很難投入大量的人力物力與電池供應(yīng)商一起去改善層疊式電池的生產(chǎn)工藝。因此，在研發(fā)Roadster和Model S的時候，Tesla的唯一選擇是從市場上去購買電池，自行開發(fā)電池系統(tǒng)。開發(fā)一套管理6000多節(jié)單體一致性很好的電池系統(tǒng)與開發(fā)一套200多節(jié)一致性很差的電池系統(tǒng)，相比之下，前者的技術(shù)難度應(yīng)該更低一些。即使單體電池數(shù)目增多，但是如果這些電池的性能是可靠的，管理起來還是容易一些。

對比另一款很成功的純電動汽車，日產(chǎn)的LEAF，它采用的是層疊式鋰離子電池。這是因為日產(chǎn)與NEC合作多年，在電池技術(shù)方面積累很深厚，在品質(zhì)控制方面應(yīng)該有相當(dāng)?shù)墓α?。LEAF的電池來自AESC，日產(chǎn)與NEC的合資公司。

對比下美、日、中等不同地區(qū)的汽車廠商在開發(fā)電動汽車時與電池廠商的合縱連橫是一件非常有意思的事情。

b. 成本

Tesla采用18650電池，就可以利用日本松下等廠商之前的生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)。在消費類電子產(chǎn)品所用18650電池競爭日趨激烈的情況下，我想松下等廠商是非常樂意與Tesla合作升級產(chǎn)品，將原有的生產(chǎn)線改良后用于生產(chǎn)動力電池。

另外，工業(yè)生產(chǎn)有一個規(guī)模效應(yīng)，當(dāng)生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)模達(dá)到一個量級之后，成本會大大降低。一輛Tesla就需要上千節(jié)18650電池，因此單體的采購價格應(yīng)該可以壓得比較低。

c. 散熱能力

 層疊式電池的厚度薄、表面大，均熱、散熱能力都不錯，因此日產(chǎn)的LEAF很大膽地采用了被動式熱管理系統(tǒng)（其實就是不管理?。?，由空氣的自然對流將熱量帶走。 LEAF的單體電池是這個樣子的：

由四節(jié)單體電池兩并兩串組成的電池模塊是這個樣子的：

由48個電池模塊串聯(lián)組成的電池組是這個樣子的：

可以看到，電池組上沒有任何的風(fēng)扇、冷卻液管道等熱管理系統(tǒng)。大概這就是無招勝有招。

反過來看Tesla，18650電池的個頭比較小，在正常充放電時單體電池內(nèi)部的溫差也不會太大。但是，6000多個單體電池的溫度也應(yīng)當(dāng)保持在不超過5°C的范圍內(nèi)，這是一件非常困難的事情。但是，Tesla做到了。怎么做到的？再放一張Tesla冷卻系統(tǒng)的圖：

這些管道是冷卻液的流道，流道交叉布置的樣子很像發(fā)動機的排氣歧管，這是為了使得各路管道的流動阻力大致平衡。

總結(jié)來說，由于采用了小容量的18650電池，Tesla的熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜度是大大增加了的。也就是說，如果從散熱能力方面考慮，使用小容量的18650電池不是最優(yōu)選。

d. 能量密度

談到能量密度，就必須區(qū)分單體電池的能量密度與電池組的能量密度。

就單體電池的能量密度來看，18650電池是要高于層疊式鋰離子電池。我這里查到的日產(chǎn)LEAF所用的33 Ah鋰離子電池的能量密度是157 Wh/kg，GM Volt所用的層疊式電池的能量密度約為150 Wh/kg；而Roadster所用的18650電池的能量密度約為211 Wh/kg。（注：Roadster和Volt都沒有查到原裝電池數(shù)據(jù)，我是根據(jù)相同電池廠商生產(chǎn)的相同容量的電池的數(shù)據(jù)計算得到的）

但是，18650電池的管理系統(tǒng)更加復(fù)雜，由此額外增加的重量會使得電池組的能量密度遠(yuǎn)低于單體的能量密度。Roadster的電池組重量是450 kg，能量密度是118 Wh/kg，而LEAF電池組的重量是225 kg，能量密度是107 Wh/kg。在電池組層次，兩者的能量密度已經(jīng)不相上下。

Model S的設(shè)計應(yīng)當(dāng)比Roadster優(yōu)秀得多，但是這方面的資料我還沒有收集到太多，現(xiàn)在還沒有辦法做分析。

e. 安全性

前面提到層疊式鋰離子電池的各種優(yōu)點，但它也有一些缺點。由于層疊式鋰離子電池一般是采用鋁塑膜封裝的，而鋁塑膜的厚度薄，機械強度差，在汽車發(fā)生碰撞等極端情況下，鋁塑膜很容易發(fā)生破損導(dǎo)致安全事故產(chǎn)生。這也就解釋了為什么日產(chǎn)要在4個單體組成的電池模塊外面再加一個鋁殼。

18650電池一般是鋼殼，安全性更好；而且前面也提到隨著18650電池生產(chǎn)工藝水平的的不斷提高，安全性也在不斷提高。

Tesla在應(yīng)對這些18650電池可能出現(xiàn)的安全事故上，也傾注了很多心血。如果一個單體電池出現(xiàn)溫度過高等異常情況，根據(jù)異常情況的惡劣程度，這枚電池或其所在的模組會斷電以防止事故的蔓延。由于單體容量小，只要不發(fā)生蔓延，事故的嚴(yán)重程度將是較低的。

我認(rèn)為，Tesla當(dāng)時采用18650電池，的確是最優(yōu)選擇。但是，隨著Tesla在電池領(lǐng)域的經(jīng)驗不斷積累，他們應(yīng)該會嘗試其他構(gòu)型的電池。

　　鄧綸浩也向記者透露，卓能新能源將在今年下半年開始批量生產(chǎn)2.9Ah的18650電池。

　　然而，任何事物都具有它的雙面性，利弊并存是事物常態(tài)。18650電池除了具有上述優(yōu)勢之外，其劣勢也不能忽略。
 

　　“動力電池在運行過程中，要達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，電池管理系統(tǒng)起著舉足輕重的作用。18650電池的最大缺陷就在于它的單個電池容量較低，普遍在2~4Ah左右，因此所需的電池數(shù)量非常多，電池管理更復(fù)雜。”孫立清提到，這就導(dǎo)致18650電池散熱時需要熱管理系統(tǒng)，由于單體內(nèi)部溫差小，整個電池組溫差要保持在適宜范圍內(nèi)較為困難。

1、出色的電池

　　在電動車產(chǎn)品中，一般分為“有腳踏的電動自行車”（小而輕）與“無腳踏的電動踏板車”（大而沉），例如市面上質(zhì)量好一些的“電動自行車”使用的48V 12AH鋰電池，容量576WH，也就是0.576度電，續(xù)航30-35公里左右，這對于續(xù)航無需太長，速度無需太快的電動自行車可能夠了，但如果搬到個頭大又沉的電動踏板車上，續(xù)航速度會變差，消費者肯定不會買賬，解決辦法就是提高電池容量，而提高鋰電池帶來的是成本直線上升1000-2000元，電動踏板車本來就比電動自行車貴，如果再算上增加的電池成本，一般消費者就會難以接受。

　　So，我們就見到了市面上的電動踏板車基本都是采用鉛酸電池，某大品牌電動車旗下頂級產(chǎn)品號稱電摩的用的是60V 28AH，1680WH，也就是1.68度容量的鉛酸電池，而這車的售價也是近5000元了。 

　　我們回頭再來看小牛，3999元的都市版是60V 20AH，1200WH，1.2度電，4999元的動力版是60V 26AH，這可就是1560WH了，1.56度電，相近的價格，相近的電池容量，小牛用的是性能更佳、重量更輕的鋰電池，因此小牛的售價一點兒不貴。

　　另外，小牛用的還是松下產(chǎn)的比較好的18650電芯，光電池的成本應(yīng)該就要1700、1800了，還要包含電控的設(shè)計，電池的保護板，外觀設(shè)計，防水設(shè)計，綜合下來相當(dāng)超值。

　　不過，微型電動車動力要求在10-20 kWh之間，對18650電池的需求量在1000-2000支之間，這對于電池系統(tǒng)的組裝、連接的考驗不大，國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)幾家18650電池系統(tǒng)集成商，可滿足客戶的需求。同時，由于串聯(lián)數(shù)量相對乘用車要少，所以管理起來相對容易。

　　乘用車方面，特斯拉汽車需要7000—8000只18650電池可靠地連接成模組，“特斯拉之所以敢于使用近8000只的18650電池進(jìn)行連接成模組，主要基于好品質(zhì)的電芯和無可比擬的焊接技術(shù)。”鄧綸浩認(rèn)為，18650電池雖有缺陷，但不妨礙它融入動力電池的大家庭。