從18650到20700，特斯拉為何對圓柱電池“情有獨鐘”

特斯拉將使用20700而不是18650作為動力電池。從18650到20700，尺寸將發生變化，特斯拉將堅持使用圓柱形電池。

為什么特斯拉對圓柱形電池情有獨鐘？圓柱形電池的優點是什么，讓特斯拉這個“技術人”無法忘記？小編就用“現在的愛人”18650來分析一下。

對于使用18650電池作為新能源電動汽車電池的技術路線，大家可能首先將注意力轉向特斯拉。特斯拉在電池開發過程中測試了多種電池，但最終瞄準了18650種電池。18650電池的優點和缺點是什么？讓我們來分析18650年的真實面貌。

首先，對18650圓柱形鋰離子電池進行了簡要的了解。

我們經常說18650實際上是指電池的形狀規格，這是日本索尼公司為了節省成本而設定的標準電池型號，其中18表示直徑為18mm，65表示長度為65mm，0表示圓柱形電池。18650電池用于指鎳氫電池和鋰離子電池。因為鎳氫現在使用較少，所以現在指的是鋰離子電池。18650鋰離子電池的單節標稱電壓一般為：3.6V或3.7V；最小放電終止電壓通常為2.5～2.75V。公共容量為1200～3300 mah。

關于一致性

18650電池是最早、最成熟、最穩定的鋰離子電池，廣泛應用于電子產品中。多年來，日本制造商在18650電池的生產過程中積累了大量經驗，使生產的18650電池一致性和安全性達到了非常高的水平。

相比之下，疊層鋰離子電池還遠遠不夠成熟。常見的有方形電池和軟包裝電池，甚至尺寸、尺寸和接線片位置都不統一。電池制造商的生產技術無法滿足條件。它們大多主要由人控制，電池的一致性無法達到18650個電池的水平。如果電池的一致性不能滿足要求，那么對大量串聯和并聯電池的管理不會使每個電池的性能更好，18650個電池可以解決這個問題。

特斯拉使用的松下18650圓柱形電池

綜上所述，18650電池的單體電池容量較小，所需電池數量也會較大（S型有7104個），但一致性非常好；堆疊電池的容量可以更大（20 Ah至60 Ah），單體的數量可以減少，但一致性較差。相比之下，現階段很難與電池供應商一起投入大量人力物力來改進疊層電池的生產工藝。因此，特斯拉在開發Roadster和Model S時，唯一的選擇就是從市場上購買電池，并開發自己的電池系統。開發一個在管理6000多個電池中具有良好一致性的電池系統的技術難度低于開發200多個電池的一致性較差的電池系統。即使單個電池的數量增加，如果這些電池的性能可靠，也更容易管理。

與另一款成功的純電動汽車日產聆風相比，它使用的是層壓鋰離子電池。這是因為日產與NEC合作多年，在電池技術方面積累了很多，所以在質量控制方面應該有相當的技巧。LEAF的電池來自日產和NEC的合資企業AESC。

在美國、日本和中國開發電動汽車時，將連橫與電池制造商進行比較非常有趣。

關于散熱能力

疊層電池厚度薄，表面大，具有良好的均熱和散熱能力，因此日產聆風大膽采用了被動熱管理系統（事實上，它就是不管理！

)，熱量被空氣的自然對流帶走。

從左到右，LEAF從單電池到由兩個并聯串中的四個單電池組成的電池模塊，再到由48個串聯電池模塊組成的電池組，如下圖所示：

日產LEAF使用的NEC層壓電池

可以看出，電池組上沒有風扇和冷卻液管等熱管理系統。也許這是一個沒有把戲的把戲。

另一方面，特斯拉，18650電池的尺寸相對較小，正常充放電時單個電池內部的溫差不會太大。然而，要將6000多個單電池的溫度保持在5攝氏度以內是非常困難的。但特斯拉做到了。你是如何做到的？與其他電動汽車相比，特斯拉的電池管理系統（BMS）有哪些優勢？

特斯拉電池模塊中的液體冷卻系統

如上圖所示，這些管道是冷卻劑通道，通道均勻地分布在電池模塊之間，使每個電池單元都能與水管保持良好的接觸，從而使每個電池單體在冷卻過程中帶走的熱量幾乎相同，并能有效地將溫差控制在小范圍內。

綜上所述，由于18650電池的容量較小，特斯拉的熱管理系統的復雜性大大增加。換句話說，如果考慮散熱能力，使用小容量18650電池并不是最佳選擇。

關于能量密度

當談到能量密度時，有必要區分單個電池的能量密度和電池組的能量密度。

就單體電池的能量密度而言，18650電池高于疊層鋰離子電池。日產LEAF中使用的33Ah鋰離子電池的能量密度為157Wh/kg，通用伏特中使用的疊層電池的能量強度約為150Wh/kg。Roadster中使用的18650電池的能量密度約為211Wh/kg。然而，18650電池的管理系統更為復雜，因此額外的重量會使電池組的能量密度遠低于單個電池的能量密度。Roadster的電池組重450公斤，能量密度為118瓦時/公斤，而LEAF的電池組重量為225公斤，能量強度為107瓦時/千克。在電池層面，兩者的能量密度已經相當。

關于安全性

堆疊式鋰離子電池的優點之前已經提到過，但它也有一些缺點。由于疊層鋰離子電池一般采用鋁塑膜包裝，鋁塑膜厚度較薄，機械強度較差，在汽車碰撞等極端情況下，鋁塑膜容易損壞，導致安全事故。這也解釋了為什么日產需要在由四種單體組成的電池模塊外部添加一個鋁殼。

18650電池通常是鋼制外殼，這樣更安全；

而且，如前所述，隨著18650電池生產技術水平的不斷提高，安全性也在不斷提高。

特斯拉也投入了大量精力來應對這18650節電池可能發生的安全事故。如果單個電池出現溫度過高等異常情況，根據異常情況的嚴重程度，將關閉電池或其模塊的電源，以防止事故的蔓延。由于單體容量較小，只要不擴散，事故的嚴重程度就會很低。

關于成本

18650鋰離子電池具有容量大、使用壽命長、安全性能高的特點，因體積小、重量輕、使用方便而受到消費者的青睞。隨著18650電池技術研究的深入，電池的一致性和安全性都達到了很高的水平。18650電池作為最早的鋰離子電池，也是世界上最成熟、最穩定的電池組合，目前仍處于領先地位。中國每年生產約數十億個電池，遠遠超過其他材料的電池。

特斯拉使用18650塊電池，可以由松下和日本其他制造商以前的生產線生產。在消費電子產品中使用的18650電池日益激烈的競爭中，松下等制造商與特斯拉合作升級產品，并改進原有生產線生產動力電池。工業生產中存在規模效應。當產品的規模達到一個數量級時，成本就會大大降低。一輛新能源汽車需要數千塊18650塊電池，因此單個電池的采購成本是可控的。

可以說，現階段使用18650、20700等圓柱形電池作為新能源電動汽車的動力源是最佳選擇。然而，隨著電池技術的成熟，未來將有更多的新型電池應用于新能源電動汽車。特斯拉將使用20700而不是18650作為動力電池。從18650到20700，尺寸將發生變化，特斯拉將堅持使用圓柱形電池。

為什么特斯拉對圓柱形電池情有獨鐘？圓柱形電池的優點是什么，讓特斯拉這個“技術人”無法忘記？小編就用“現在的愛人”18650來分析一下。

對于使用18650電池作為新能源電動汽車電池的技術路線，大家可能首先將注意力轉向特斯拉。特斯拉在電池開發過程中測試了多種電池，但最終瞄準了18650種電池。18650電池的優點和缺點是什么？讓我們來分析18650年的真實面貌。

首先，對18650圓柱形鋰離子電池進行了簡要的了解。

我們經常說18650實際上是指電池的形狀規格，這是日本索尼公司為了節省成本而設定的標準電池型號，其中18表示直徑為18mm，65表示長度為65mm，0表示圓柱形電池。18650電池用于指鎳氫電池和鋰離子電池。因為鎳氫現在使用較少，所以現在指的是鋰離子電池。18650鋰離子電池的單節標稱電壓一般為：3.6V或3.7V

; 最小放電終止電壓通常為2.5～2.75V。公共容量為1200～3300 mah。

關于一致性

18650電池是最早、最成熟、最穩定的鋰離子電池，廣泛應用于電子產品中。多年來，日本制造商在18650電池的生產過程中積累了大量經驗，使生產的18650電池一致性和安全性達到了非常高的水平。

相比之下，疊層鋰離子電池還遠遠不夠成熟。常見的有方形電池和軟包裝電池，甚至尺寸、尺寸和接線片位置都不統一。電池制造商的生產技術無法滿足條件。它們大多主要由人控制，電池的一致性無法達到18650個電池的水平。如果電池的一致性不能滿足要求，那么對大量串聯和并聯電池的管理不會使每個電池的性能更好，18650個電池可以解決這個問題。

特斯拉使用的松下18650圓柱形電池

綜上所述，18650電池的單體電池容量較小，所需電池數量也會較大（S型有7104個），但一致性非常好；堆疊電池的容量可以更大（20 Ah至60 Ah），單體的數量可以減少，但一致性較差。相比之下，現階段很難與電池供應商一起投入大量人力物力來改進疊層電池的生產工藝。因此，特斯拉在開發Roadster和Model S時，唯一的選擇就是從市場上購買電池，并開發自己的電池系統。開發一個在管理6000多個電池中具有良好一致性的電池系統的技術難度低于開發200多個電池的一致性較差的電池系統。即使單個電池的數量增加，如果這些電池的性能可靠，也更容易管理。

與另一款成功的純電動汽車日產聆風相比，它使用的是層壓鋰離子電池。這是因為日產與NEC合作多年，在電池技術方面積累了很多，所以在質量控制方面應該有相當的技巧。LEAF的電池來自日產和NEC的合資企業AESC。

在美國、日本和中國開發電動汽車時，將連橫與電池制造商進行比較非常有趣。

關于散熱能力

疊層電池厚度薄，表面大，具有良好的均熱和散熱能力，因此日產聆風大膽采用了被動熱管理系統（事實上，它就是不管理！

)，熱量被空氣的自然對流帶走。

從左到右，LEAF從單電池到由兩個并聯串中的四個單電池組成的電池模塊，再到由48個串聯電池模塊組成的電池組，如下圖所示：

日產LEAF使用的NEC層壓電池

可以看出，電池組上沒有風扇和冷卻液管等熱管理系統。也許這是一個沒有把戲的把戲。

另一方面，特斯拉，18650電池的尺寸相對較小，正常充放電時單個電池內部的溫差不會太大。然而，要將6000多個單電池的溫度保持在5攝氏度以內是非常困難的。但特斯拉做到了。你是如何做到的？與其他電動汽車相比，特斯拉的電池管理系統（BMS）有哪些優勢？

特斯拉電池模塊中的液體冷卻系統

如上圖所示，這些管道是冷卻劑通道，通道均勻地分布在電池模塊之間，使每個電池單元都能與水管保持良好的接觸，從而使每個電池單體在冷卻過程中帶走的熱量幾乎相同，并能有效地將溫差控制在小范圍內。

綜上所述，由于18650電池的容量較小，特斯拉的熱管理系統的復雜性大大增加。換句話說，如果考慮散熱能力，使用小容量18650電池并不是最佳選擇。

關于能量密度

當談到能量密度時，有必要區分單個電池的能量密度和電池組的能量密度。

就單體電池的能量密度而言，18650電池高于疊層鋰離子電池。日產LEAF中使用的33Ah鋰離子電池的能量密度為157Wh/kg，通用伏特中使用的疊層電池的能量強度約為150Wh/kg。Roadster中使用的18650電池的能量密度約為211Wh/kg。然而，18650電池的管理系統更為復雜，因此額外的重量會使電池組的能量密度遠低于單個電池的能量密度。Roadster的電池組重450公斤，能量密度為118瓦時/公斤，而LEAF的電池組重量為225公斤，能量強度為107瓦時/千克。在電池層面，兩者的能量密度已經相當。

關于安全性

堆疊式鋰離子電池的優點之前已經提到過，但它也有一些缺點。由于疊層鋰離子電池一般采用鋁塑膜包裝，鋁塑膜厚度較薄，機械強度較差，在汽車碰撞等極端情況下，鋁塑膜容易損壞，導致安全事故。這也解釋了為什么日產需要在由四種單體組成的電池模塊外部添加一個鋁殼。

18650電池通常是鋼制外殼，這樣更安全；

而且，如前所述，隨著18650電池生產技術水平的不斷提高，安全性也在不斷提高。

特斯拉也投入了大量精力來應對這18650節電池可能發生的安全事故。如果單個電池出現溫度過高等異常情況，根據異常情況的嚴重程度，將關閉電池或其模塊的電源，以防止事故的蔓延。由于單體容量較小，只要不擴散，事故的嚴重程度就會很低。

關于成本

18650鋰離子電池具有容量大、使用壽命長、安全性能高的特點，因體積小、重量輕、使用方便而受到消費者的青睞。隨著18650電池技術研究的深入，電池的一致性和安全性都達到了很高的水平。18650電池作為最早的鋰離子電池，也是世界上最成熟、最穩定的電池組合，目前仍處于領先地位。中國每年生產約數十億個電池，遠遠超過其他材料的電池。

特斯拉使用18650塊電池，可以由松下和日本其他制造商以前的生產線生產。在消費電子產品中使用的18650電池日益激烈的競爭中，松下等制造商與特斯拉合作升級產品，并改進原有生產線生產動力電池。工業生產中存在規模效應。當產品的規模達到一個數量級時，成本就會大大降低。一輛新能源汽車需要數千塊18650塊電池，因此單個電池的采購成本是可控的。

可以說，現階段使用18650、20700等圓柱形電池作為新能源電動汽車的動力源是最佳選擇。然而，隨著電池技術的成熟，未來將有更多的新型電池應用于新能源電動汽車。

標簽：特斯拉日產Model S

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