特斯拉为何把18760型电池更换为2170型电池

特斯拉正在酝酿的一大动作，就是把正在采用的18760型电池更换为2170型电池。
第一个会配上新型电池的车型，就是Model 3，据悉Model S和Model X也有望随后进行更换。而2170型电池的主要用途，还将是在Powerwall 2和Powerpack 2等能源产品。
其实早在今年1月举办的CES（国际消费电子产品展）上，2170型电池就已面世。特斯拉宣布这款电池将在Gigafactory超级电池工厂生产，计划年产能35GWh/年，几乎和世界电池产能总和相当。
大部分人认为，这是特斯拉进一步提升产品力的象征。然而兴奋劲头过后，我才意识到，这件事并没有我们想象中这么简单。
18650/2170代表什么？
我们先来了解一下这些枯燥的型号代表什么。
18650型命名方式：直径为18mm，长度为65mm，“0”代表圆柱形。这与传统的3号电池尺寸很相近（17500：直径17mm，长度50mm）。除电动车，18650型电池还多用于笔记本电脑和强光手电等产品。
同样道理，2170型代表：直径为21mm，长度为70mm。末尾没有“0”的2170型，是特斯拉的独特叫法，但同样表示圆柱形电池。
以上两款电池都是特斯拉和松下的合作产品。


虽然尺寸变大了，可以看到特斯拉仍采用的是三元锂电池模式。
此前，特斯拉电池技术总监Kurt Kelty对这类电池的评价是：能量密度更大且稳定性、一致性更好；可以有效降低电池系统的成本；尺寸小但可控性和安全性都在不断提高。
尺寸变大了意味着什么？
Elon Musk说，“2170型电池的能量密度是世界上最高的，并且还将是最便宜的。”


原有的18650型电池由于体积受限，而且工艺已经十分成熟，能量密度提升无论是从工艺控制角度还是原材料角度，都没有突破性进展。而且考虑到成本原因，增大体积是更加明智的选择。
特斯拉提出，现生产的2170型电池系统能量密度在300Wh/kg左右，而电池系统则为250Wh/kg，提高20%。能量密度提升率相当可观。
此外，随着电芯单体体积增大，内阻减小，充放电会变得更顺畅。


采用大量小电池连接的方式，固然在灵活性和防退化上有优势，但在一个全尺寸的电动汽车内使用小型圆柱形电池组，意味着数以千计的大电流连接，且每一个接头都是引起过热的潜在源。
放在特斯拉上，代表着有7000多个潜在过热源存在。虽然特斯拉在电芯、pack、电池管理系统等电池安全技术上下足了功夫，但并不能高枕无忧。
这次将电池体积增大，接头数量也就随着减少，过热潜在源也就相应减少了。


特斯拉官方对这项新技术的价格优势颇有信心，提出：2170型电池系统成本为155美元/Wh（18650型171美元/Wh）；预计售价为170美元/Wh（18650售价185美元/Wh）。不过从Gigafactory工厂的建设进度来看，2170型电池在上市初期成本优势不大。
三元锂电池安全吗？
这本是个老生常谈的话题，但因特斯拉这轮选择，还是值得简单介绍一下。
三元锂电池如果内部短路或是正极材料遇水，会有起火风险。2016年初，三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录的计划，还因此一度被工信部叫停。针对这个问题，特斯拉采用了钢壳来保护18650型电池。


三元锂材料的热稳定性也较差，会在200度左右发生分解，且化学反映较剧烈，会释放氧分子，有连锁反应风险。而磷酸铁锂的分解温度会高到三倍以上（700-800度），且不会释放氧分子。


三元锂电池由于稳定性不突出，在受到严重碰撞时也会有起火风险。也正是这个原因，此前电动客车基本都采用了安全性能稳定、高温性更好的磷酸铁锂电池。采用三元锂电池的汽车，汽车碰撞安全性要求会更高。
特斯拉在这方面做得不错。比如在2014年，特斯拉Model S就是当年唯一一款同时获得Euro -NCAP和NHTSA颁发的五星安全认证车型。
这得益于特斯拉良好的车身设计（全铝合金车身与高强度硼钢强化结构）、电池结构布局（电池组位于在底盘正下方）和主动安全技术的使用（无人驾驶技术下的辅助技术）。
虽然特斯拉仍旧有过安全事故，但就起火事故率来说，这套方案的安全性还是十分值得信赖。
需要注意的是，三元锂电池安全问题还是存在。特斯拉敢坚持这项技术，是源于特斯拉在提升电池安全技术外，还对传统车身安全技术进行了大量研究。
换句话说，特斯拉告诉我们这项技术有着良好的上升空间，但这并不代表任何人使用这项技术都是可行的。
特斯拉的坚持会推动三元锂电池的扩张
在政策驱动下，目前新能源汽车市场结构正在发生着变化，新能源乘用车、新能源专用车比例逐渐提升。
2016年底，三元锂电池风波在工信部发布《关于进一步做好新能源汽车推广应用安全监管工作的通知》后告一段落，这也意味着三元锂电池将在电动客车上重回大众视野。

电动客车霸主比亚迪，此前对磷酸铁锂电池的坚持可是有目共睹。但在同年底却一改常态，舍弃了此前秦、唐等车型所采用的磷酸铁锂电池模式，新上市的宋EV以及相继推出的秦80、唐100等车型将匹配全新的“镍钴锰”系三元锂电池。
无独有偶，北汽新能源在2015年也同样舍弃了磷酸铁锂路线，当年上市的EV200和ES210两款电动车均采用了三元锂电池。
作为行业标杆，特斯拉此次选择无疑会是业界吃了一颗定心丸。
特斯拉此次的选择对其本身来说无疑是明智的，这也正好验证了Kurt Kelty此前对这项技术的观点与期望。获得更高能量密度的特斯拉，必然还会进一步提高电池续航能力以及爆发力。
此前作为新兴企业，颇有大杀四方之势，现在则变得更加稳健成熟。稳中有升，这是特斯拉此举给人的印象。
三元锂电池技术在特斯拉的助推之下，相信会有更佳的发展。但我们切不可因特斯拉的成功就简单印证三元锂电池的安全可靠性。纵然三元锂电池有着很多可能性，但我们不能忽视特斯拉所做出的一系列安全措施，可不是谁都学得过来的

多多益善！

喋喋不休

无事一身轻

无济于事