鉅大LARGE | 點擊量：332次 | 2022年12月27日
看TSLA如何同時玩轉電池降本和能量密度提升？
當前，新能源汽車市場即將規模化啟動，但是動力鋰電池價格下降及銷售放量尚和整車公司規劃步調節拍不一致。電池價格下降重要在于降低商業成本，和材料成本、良品率、產量利用率、規模效應、模塊化設計等緊密關聯，而電池銷量放量很大程度上取決于降本和提高能量密度。
一、如何來降本和提高能量密度？
首先，從技術路線角度來看，積極推進全固態動力鋰電池的研發是不錯的選擇；另一方面，三元鋰電池路線仍是未來幾年主流乘用車商業化應用的優選，其優勢在于極限比能量密度相對高，單體可達350wh/kg，磷酸鐵鋰、錳酸鋰和鈦酸鋰技術路線均難以達到要求。針對三元鋰電池而言，可以通過物理方法和化學方法降成本和提升動力鋰電池能量密度。物理方面，采用大容量電芯&提升PACK成組效率；化學方面，更新高端材料，應用高鎳正極料和硅碳負極。
二、物理方法降本和提高能量密度可行？
優化電芯封裝方式降本
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
動力鋰電池在電芯環節，產品封裝方式涵蓋方形、圓柱、軟包等，其成本也各異。其中，圓柱電芯成本最低，可以通過大容量單體切換來降成本；軟包電芯成本最高，可通過規模化生產降低成本；而方形電芯可綜合大容量和鋁殼輕量化實現降本，降本空間最大。目前，國內CATL、比亞迪走方形路線，索尼、力神、比克走圓柱路線，國軒高科同時走方形和圓柱路線，同時CATL也在積極拓展軟包路線。
做大單體電芯，兼顧降本和提升能量密度
根據TSLA的測算，若21700同18650相比較擁有同樣的良品率及產量，其能夠兼顧降本和提升動力鋰電池能量密度。目前，Model3采用全新21700電池，相比18650電池在外觀上變長變粗，單體電池容量提升約35%。能量密度提高20%；電池系統成本降低約9%，售價降低約8%。
動力鋰電池輕量化提升能量密度
由于三星電池由方形封裝調整為21700圓柱形方式后，較之前的動力鋰電池系統減少10%左右的組件和重量，從而進一步降低電池PACK重量，一定程度上提升了整車動力鋰電池的能量密度。
提升電池PACK成組效率
PACK是銜接整車、電池系統、BMS的紐帶，因此PACK環節的成組效率是提升系統比能量的關鍵。目前國內電池單體水平基本能夠達到150Wh/kg，按65%和85%的成組效率測算，系統能量密度達97.5Wh/kg和127.5Wh/kg，國內的平均水平持平或略高于100Wh/kg，要實現2020年動力鋰電池目標，必須提升PACK環節成組效率，提升BMS系統管理技術。
目前主流公司重要采用輕量化方式和電池包和底盤一體化方式來提升成組效率。前者通過減少組件數量、重量來提升集成效率。以TSLA為例，其新款Models3上采用21700后，電池節數必將大幅減少。在降低系統管理難度的同時將同比例的減少電池包采用的金屬結構件及導電連接件等配件數量，TSLA的Pack成本占總系統成本約24%，預計電池包成本降幅較為可觀。
底盤一體化方式，即將部分電池包的承重轉移到底盤上，從而實現輕量化，并能夠實現電池組較大幅度降本。國際一線的TSLA和大眾已經跳過PACKT字、工字型、土字型和田字架構，積極推進電動底盤一體化。
以大眾為例，其針對電動汽車專屬研發了MEB平臺，構架是由底部的電池組而展開，這將是大眾電池組未來實現成本大幅下降的關鍵；同時還能夠通過MEB平臺打造更長的軸距和更短的前后懸，營造出更大的內部空間，適用于電動汽車各級車型的全新模塊化開發。
