电池技术解读及电池包拆解——特斯拉Model 3！电池/工厂图文+视频

技术解析Model 3电池包+电池包拆解图文以及精彩生产视频！...

特斯拉(Tesla)，是一家美国电动车及能源公司，产销电动车、太阳能板、及储能设备。总部位于美国加利福尼亚州硅谷的帕罗奥多（Palo Alto），2003年最早由马丁·艾伯哈德（Martin Eberhard）和马克·塔彭宁（Marc Tarpenning）共同创立，2004年埃隆·马斯克（Elon Musk）进入公司并领导了A轮融资。创始人将公司命名为“特斯拉汽车（Tesla Motors）”，以纪念物理学家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）。

特斯拉第一款汽车产品Roadster发布于2008年，为一款两门运动型跑车。 2012年，特斯拉发布了其第二款汽车产品——Model S，一款四门纯电动豪华轿跑车；第三款汽车产品为Model X，豪华纯电动SUV ，于2015年9月开始交付。特斯拉的下一款汽车为Model 3，首次公开于2016年3月，并将于2017年末开始交付。

特斯拉首席执行官埃隆·马斯克表示，特斯拉努力为每一个普通消费者提供其消费能力范围内的纯电动车辆；特斯拉的愿景是“加速全球向可持续能源的转变”。

2016年11月17日特斯拉电动车收购美国太阳能发电系统供应商SolarCity，使得特斯拉转型成为全球唯一垂直整合的能源公司，向客户提供包括Powerwall能源墙、太阳能屋顶等端到端的清洁能源产品。2017年2月1日，特斯拉汽车公司（Tesla Motors Inc．）正式改名为特斯拉（Tesla Inc．），这意味着汽车不再是特斯拉的唯一业务。

特斯拉近日罕见的公布了Model 3的电池技术明细，这一款神秘的21700锂电池究竟是何方神圣呢？

Model 3电池技术解读及电池包拆解

早在去年马斯克公布Model 3所采用的电池组时我们就知道，特斯拉使用了其公司最新的电池配比技术，淘汰了松下18650电池，而改用21700新型电池，由在内达华州的“超级电池工厂”（Gigafactory）生产。

同为圆柱形锂电池，21700新型电池的规格为直径21毫米、长度70毫米，就理论上限方面要比18650型（直径18毫米、长度65毫米）更有利。为此，21700锂电池率先被使用到Model 3中。

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21700电池的优势

从优势上来说，21700相对于18650主要在能量密度、成本、轻量化三方面进行了改善提升，这三点提升让Model 3听起来更加“骚气”，我们一点一点来分析一下：

1）能量密度提升20%以上

21700电池的能量密度要优于18650电池。从特斯拉披露的信息看，在现有条件下，其生产的21700电池系统的能量密度在300Wh/kg左右，比其原来18650电池系统的250Wh/kg约提高20%。从松下的动力锂电池单体的测试数据来看，其21700电池的体积能量密度远高于18650型电池单体。单体电芯能量密度的提升要远高于成组后提升的20%幅度。

2）电池系统成本下降9%左右

锂电大数据根据Tesla披露的电池价格信息，预计21700的动力锂电池系统售价为170美元/KWh，相比18650的售价185美元/KWh，价格下降幅度可达8.1%左右。18650的系统的成本约为171美元/KWh，改用21700后，系统成本约能实现9%左右的降幅，达到155美元/KWh。

单体容量提升后，PACK所需配件数同比例减少带动PACK成本下降。从18650型号切换至21700型号后，电池单体电池容量可以达到3~4.8Ah，大幅提升35%，同等能量下所需电池的数量可减少约1/3，Tesla Models电动汽车使用7104节18650电池串并联成电池组，在新款Models 3上，采用21700后，电池节数必将大幅减少。在降低系统管理难度的同时将同比例的减少电池包采用的金属结构件及导电连接件等配件数量，特斯拉的Pack成本占总系统成本约24%，预计电池包成本降幅较为可观。

值得一提的是，特斯拉并没有将Model 3电池设计为易更换模式，看来特斯拉彻底要放弃电池更换的方案了，这也和成本紧密有关。

3）轻量化降低10%

采用新型21700电池之后，系统相比目前的电池能减少了10%的组件和重量，从而进一步降低电池Pack的重量，整车的能量密度将得到部分提升。

Model 3一共有四个配置，分别是：50、65、80、P80D ，数字相对应的是装载电池的总容量。电池容量分别对应不同的续航里程（EPA 测试）：357 km、454km、550km和539 km。但就整备质量看，分别为1650kg、1725kg、1800kg、1925kg。作为一款整体尺寸（4694/1849/1443mm）与宝马3系（1540kg~1650kg）相当的车型，还是要重不少。

另外，特斯拉也增加了其他一些巧妙的设计以节省重量和成本。例如，它去掉了外置电池组加热器，而只使用汽车动力总成提供的热量，即使汽车停了下来，也能为电池加热。这是因为电池需要在一个适宜的温度下工作，以保持其最佳性能，这意味着它们需要在过热的环境下冷却，在寒冷的天气下加热。

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21700电池“黑盒子”

所谓“黑盒子”，是指从用户的观点来看一个器件或产品时，并不关心其内部构造和原理，而只关心它的功能及如何使用这些功能。那么我们就从用户的角度来看看21700的情况！

1）下游市场是否接受改变？

电池企业生产何种型号的电池，要受多种因素影响。目前新能源汽车界所强调的“正向研发”，要求从功能入手设计结构，这也决定了必须从使用入手去反推电池型号和规格，因此，电池型号是否更换主要还是看下游市场。

“18650的适配性很强，除了在电动汽车外，还可以在3C数码、无人机、电动工具等其它领域消化。但对于21700 而言，尚没有形成有效的产业链来消化这些电池，这无疑会增加成本。”2）设备与工艺是否满足？

21700电池的生产设备、生产工艺等并非一朝一日就能准备好，如何布局还要看电池生产企业的竞争策略。

电池的成本降低是以产量和良品率为基础的。起点研究（SPIR）的数据显示，松下、三星SDI的18650电池良品率一般在98%以上，国内的良品率一般在95%以上，但这仍意味着会有较多的B品电池需要处理，这对于21700而言是个严峻的挑战。

3）政策是否支持？

除了市场需求不明显和电池企业制造工艺不足之外，国家在电池尺寸标准方面的相关政策也对国内电池尺寸的选择存在重大影响。