新能源汽車爲什麽選18650锂電池?

1、有關一致性
18650锂電池是成熟穩定的锂離子電池,廣泛應用在電子産品中。多年來,日本廠商在18650電池的生産工藝上積累了大量的相關經驗,使得産出的18650電池的一致性、安全性都達到了非常高的水准。
相比之下,層疊式锂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産工藝也不能滿足條件,大多數以人爲控制爲主,電池的一致性達不到18650電池的水准。假如電池的一致性達不到要求,大量電池串、並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電芯在這一問題更容易解決。
總結來說,18650電池的單體容量小,所需的單體數量會很多,但是一致性很好;層疊式電池的容量可以做得較大(20Ah到60Ah),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産工藝。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,但是假如這些電池的性能是可靠的,管理起來還是容易一些。
2、有關散熱能力
層疊式電池的厚度薄、表面大,均熱、散熱能力都不錯,因此日産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。
3、有關能量密度
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。
就单体电池的能量密度来看,18650电池要高于层叠式锂離子電池。日产LEAF所用的33Ah锂離子電池的能量密度是157Wh/kg,GMVolt所用的层叠式电池的能量密度约为150Wh/kg;而Roadster所用的18650电池的能量密度约为211Wh/kg。但是,18650电池的管理系统更加复杂,由此额外新增的重量会使得电池组的能量密度远低于单体的能量密度。Roadster的电池组重量是450kg,能量密度是118Wh/kg,而LEAF电池组的重量是225kg,能量密度是107Wh/kg。在电池组层次,两者的能量密度已经不相上下。
4、有關安全性
前面提到层叠式锂離子電池的各种优点,但它也有一些缺点。由于层叠式锂離子電池一般是采用铝塑膜封装的,而铝塑膜的厚度薄,机械强度差,在汽车发生碰撞等极端情况下,铝塑膜很容易发生破损导致安全事故出现。这也就解释了为何日产要在4个单体组成的电池模块外面再加一个铝壳。
18650電池一般是鋼殼,安全性更好;而且前面也提到隨著18650電池生産工藝水平的的不斷提高,安全性也在不斷提高。
5、有關成本
18650锂離子電池具有容量大、寿命长、安全性能高等特点,又因为体积小,重量轻,使用方便,深受消费者的青睐。随着人们对18650电池技术研究的不断加深,使得电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。作为早的锂離子電池,18650电池也是目前世界上成熟、稳定的电池组合,至今仍然占据领先位置。我国每年生产18650电池约几十亿节,远远超出其他材料的电池。
而Tesla采用18650電池,就可以利用日本松下等廠商之前的生産線進行生産。在消費類電子産品所用18650電池競爭日趨激烈的情況下,松下等廠商與Tesla合作升級産品,將原有的生産線改良後用于生産動力锂電池。工業生産有一個規模效應,當生産産品的規模達到一個量級之後,成本會大大降低。一輛新能源汽車就要成千上萬節18650電池,因此單體的采購成本可控。
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