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              新能源電動汽車為何選用18650電池?

              返回列表來源:美安時 發布日期 2016-06-28 瀏覽:-

                對于用18650電芯做為新能源電動汽車電池的技術路線,大家可能首先把目光轉向特斯拉。特斯拉在進行電動汽車電池開發時,測試了很多種類的電池,但后把目標鎖定在18650電池,那么究竟18650電芯有哪些優缺點?

                18650其實是指電池的外形規格,是日本SONY公司當年為了節省成本而定下的一種標準電池型號,其中18表示直徑為18mm,65表示長度為65mm,0表示為圓柱形電池。18650電池原指鎳氫電池和鋰離子電池,由于鎳氫電池現在比較少用,所以現在多指鋰離子電池。18650鋰離子電池單節標稱電壓一般為3.6V 或3.7V;小放電終止電壓一般為2.5~2.75V。常見容量為1200~3300mAh。

                18650電池是早、成熟、穩定的鋰離子電池,廣泛應用在電子產品中。相比之下,層疊式鋰離子電池遠遠沒有成熟,常見的有方形電池、軟包電池,甚至連尺寸、大小、極耳位置等都不統一,電池廠商所具備的生產工藝也不能滿足條件,大多數以人為控制為主,電池的一致性達不到18650電池的水準。如果電池的一致性達不到要求,大量電池串、并聯形成的電池組的管理也將不能讓每個電池的性能更好地發揮,而18650電芯可以解決這一問題。

                總結來說,18650電池的單體容量小,所需的單體數量會很多(Model S有7104只),但是一致性很好;層疊式電池的容量可以做得較大(20 Ah到60 Ah),單體數量可以降低,但是一致性差。相比之下,現階段很難投入大量的人力物力與電池供應商一起去改善層疊式電池的生產工藝。因此,在研發Roadster和Model S的時候,Tesla的唯一選擇是從市場上去購買電池,自行開發電池系統。開發一套管理6000多節單體一致性很好的電池系統與開發一套200多節一致性很差的電池系統,相比之下,前者的技術難度應該更低一些。即使單體電池數目增多,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,日產的LEAF,它采用的是層疊式鋰離子電池。這是因為日產與NEC合作多年,在電池技術方面積累很深厚,在品質控制方面有相當的功力。LEAF的電池來自AESC--日產與NEC的合資公司。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LEAF很大膽地采用了被動式熱管理系統(其實就是不管理!),由空氣的自然對流將熱量帶走。

                關于能量密度

                談到能量密度,就必須區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電池要高于層疊式鋰離子電池。日產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。但是,18650電池的管理系統更加復雜,由此額外增加的重量會使得電池組的能量密度遠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不相上下。

                關于安全性

                前面提到層疊式鋰離子電池的各種優點,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,在汽車發生碰撞等極端情況下,鋁塑膜很容易發生破損導致安全事故產生。這也就解釋了為什么日產要在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電池生產工藝水平的的不斷提高,安全性也在不斷提高。

                關于成本

                18650鋰離子電池具有容量大、壽命長、安全性能高等特點,又因為體積小,重量輕,使用方便,深受消費者的青睞。隨著人們對18650電池技術研究的不斷加深,使得電池的一致性、安全性都達到了非常高的水準。作為早的鋰離子電池,18650電池也是目前世界上成熟、穩定的電池組合,至今仍然占據領先位置。我國每年生產18650電池約幾十億節,遠遠超出其他材料的電池。

                而Tesla采用18650電池,就可以利用日本松下等廠商之前的生產線進行生產。在消費類電子產品所用18650電池競爭日趨激烈的情況下,松下等廠商與Tesla合作升級產品,將原有的生產線改良后用于生產動力電池。工業生產有一個規模效應,當生產產品的規模達到一個量級之后,成本會大大降低。一輛新能源汽車就需要成千上萬節18650電池,因此單體的采購成本可控。

                小結

                可以說,采用18650電池作為新能源電動汽車的動力之源,在現階段是優的選擇。隨著電池技術工藝的成熟,同時也會出現更多新型的電池應用在新能源電動汽車上。

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