鉅大LARGE | 點擊量:3157次 | 2022年08月05日
大揭秘:TSLAModel3使用的2170鋰電池到底有多牛
近日,特斯拉罕見的公布了一些Model3電池明細。在此之前他們一度對最新一代的2170鋰電池非常保密,作為一款與松下聯手,在內達華州的Gigafactory1超級電池工廠生產的電池,它的內核到底如何,終于能讓我們窺見一二。
2170鋰電池是何方神圣?
Model3作為一款為走量而生的車型,特斯拉為此設計了一個全新的平臺和電池組架構。我們知道更大的電池能夠更有利于優電池容量和能量密度,而體積較小的電池無法通過工藝控制和原材料角度提高能量密度,降低電池成本。
同為圓柱形鋰電池,2170型的規格為直徑21毫米、長度70毫米,就理論上限方面要比18650型(直徑18毫米、長度65毫米)更有利。為此,2170鋰電池率先被使用到Model3中。
要說明的是,關于這款2170鋰電池,特斯拉是有重度參與的。和18650鋰電池一樣,其電池單體仍由松下負責制造,但電池模塊和Pack組由特斯拉制造,電池生產也被安排在內達華州的Gigafactory1超級電池工廠進行。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
早前,馬斯克宣稱2170鋰電池是全球能量密度最高、價格最便宜的電池。我們來算筆賬,看看是不是真的如他所說。
2170鋰電池的能量密度為300WH/kg,相對于18650鋰電池(332WH/kg)來說提高了近20%的能量密度,成效明顯。
這一表現更是能甩不少品牌一大截。以國內為例,根據《中國制造2025》動力電池發展規劃:到2020年,國產電池能量密度將達到300Wh/kg。而現今比亞迪、國能電池、沃特瑪等所提供的三元鋰電池基本在200WH/kg左右。
也就是說特斯拉已經達到了我們兩年后所期望的水準。近些年電池技術飛速發展,兩年已經是一個很大的差距了。
在成本方面,2170鋰電池成本為155美元/kWh,相對于18650鋰電池的171/kWh,有一定降幅。綜合來看,該電池應用在Model3上,能降低30%-50%的電池成本,已經是相當不錯的表現了。
另外,據馬斯克稱,他希望在未來(2020年)將這款電池的成本降低到100美元/kWh。據業內人士估計,只有當特斯拉的電池成本價格降至100美元/kWh以下時,才能幫助特斯拉Model3實現盈利。所以現在特斯拉的處境依然十分艱難。
能量密度高,鈷使用量更少
最新數據顯示,特斯拉Model3電池大幅降低了鈷含量,同時提升了鎳含量。2710鋰電池陰極采用的鎳鎂鈷配比為8:1:1,而不是大家習慣的622路線。
我們知道鈷主要起到提升導電性和倍率性能的作用,而鎳的主要作用是提升能量密度,但過高會對熱穩定性不利,可見他們這款電池還是傾向于高能量密度。至于熱穩定性問題,特斯拉在能量管理系統上的優勢得以發揮。
據不完全統計,Tesla所申請的核心知識產權大都與電池管理系統相關,包括電池冷卻系統,安全系統,電荷平衡系統等。以其實時溫控系統為例,其自主研發的機體液體冷凝系統就破具特點。
作為一種雙模式冷卻系統,簡單來說,其第一層冷卻回路專門為電池組降溫,電池回路將電池組與冷卻泵相連接,回路中充滿了冷卻劑,且延伸多個冷卻管覆蓋至每個電池單體,這帶來的直接好處是溫控更加穩定可靠,可保證每個電池單體溫度低于其安全值以下。
據特斯拉發言人稱,針對2710鋰電池他們保持了一貫卓越的熱穩定性。就其一貫表現,相信可信度很高。
這會是市場所迫?
就趨勢來說,雖然高鎳會帶來技術上的難度增加,但一方面能提高能量密度,另一方面還能緩解現在鈷資源供給不足的問題。雖然特斯拉不說,但要知道過去的一年中,鈷的價格翻了一倍多。所以不論是技術層面還是成本層面,特斯拉這一選擇都有其道理。
要強調的是,我并不認為這是某些人眼里的投機行為。最新數據顯示,2017年僅上半年,特斯拉在電池研發上就投入高達6.92億美元,而目前國內鋰電相關企業,總體研發費用僅占銷售額的5%左右。
國內新能源汽車較低的市場份額大家有目共睹,用銷售額來緩解尷尬大家也心知肚明。另外像去年比亞迪斥資2.45億開發鹽湖鋰資源就已經引起不小轟動,相比特斯拉,手筆還不夠大啊。
不過這并不代表這款電池已經到了完美的程度,特別是減重方面還有待提高。Model3共分為四個車型配置,分別是:50、65、80、P80D,數字相對應的是裝載電池的總容量。電池容量分別對應不同的續航里程(EPA測試):357km、454km、550km和539km。
而就整備質量看,分別為1650kg、1725kg、1800kg、1925kg。作為一款整體尺寸(4694/1849/1443mm)與寶馬3系(1540~1650kg)大小相當的車型,還是要重不少。
雅斯頓小結
同樣是在不久前,特斯拉最新供應商名單曝光,鋰電池組原材料多為中國企業。不過這些中國企業并沒有順利進入一級供應商行列。特斯拉核心技術供應商大部分來自于日本、美國和歐盟的企業,中國企業大多數作為二級原材料供應商進入該體系。
其實想想挺可惜,這么看來,相當于我們能提供原料但還不能發揮其所長,換句話說我們是好的園丁,但沒能當上好的廚子。想要獲得像特斯拉這樣,擁有將原2170型電池為基礎進行強化改進的技術,我們還有一段路要走。
同樣是最近,馬斯克放話,特斯拉下一家“超級工廠”設在中國。在業內人士看來,特斯拉在華建廠后將降低至少20%的成本,從而直接降低產品的終端售價,對其在中國市場的銷量將有較大刺激作用。到那時,這款2170鋰電池所能爆發的能量也能還會再進一步。國內廠家們要抓緊吶。