特斯拉/岚图:圆柱电池的好你们不懂

[本站 资讯]上周,特斯拉展示了自己的柏林工厂,视频里看到,4680电芯,这款去年就发布的电芯它没跳票,终于能上车了。

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『前方为搭载4680电池,后方是搭载2170电池的车架』

话说回来,特斯拉真是对圆柱电池不离不弃爱的深沉,在国内宁德时代和比亚迪大搞811和磷酸铁锂方块电池时,特斯拉把圆柱电池从1865到2170到4680迭了三代。当然除了特斯拉外,其他汽车厂商已经很少再用圆柱电池了,也就是岚图近期发了个“琥珀电池”。

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这话不是我瞎说,据动力电池应用分会数据显示,2020年中国新能源汽车市场动力电池装机量约为64GWh,其中圆柱电池装仅为9.20GWh,对应市场占比为14.4%,且大多数为LG和松下这两个外资。那么圆柱电池为何式微?又有何种优势?为什么能得到部分厂商的青睐?今天就以特斯拉和岚图的电池为例,聊一聊动力电池界的“隐形人”――圆柱电池吧。

■ 你我都熟悉的圆柱电池

圆柱电池指的是动力电池的封装形式,可简单理解为电池长啥样,也算是一种分类电池的方式。这个大家不要和电池的材料混为一谈,它们都是分类电池的方式,圆柱电池可以是三元锂的,也可以是磷酸铁锂的,也可以是铅酸的。

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按照这种分类方式,除圆柱电池外,还有方形电池和软包电池。而圆柱电池是最常见的,空调遥控器等使用的5号电池、7号电池等,都属于圆柱电池。理论上讲,你找几万个5号电池连在一起,配个BMS,也不是不能驱动个特斯拉。

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『宁德时代方形电池』

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『软包电池』

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『孚能科技新发布的软包电池解决方案』

国内乃至世界龙头宁德时代是方形电池大户,每次他们展示电池时,一个个不同大小的方盒子,以及他家大楼那个造型就能说明问题;这也使得宁德时代的大部分客户都配套了方形电池;而另一个有代表性的电池厂商――比亚迪的刀片电池也是方形电池(或许称为“被压扁的方形电池”更形象)。而软包电池则常见于通用旗下的产品上,供应商方面,孚能科技是软包电池的爱好者。

■ 特斯拉唯爱圆柱电池,原因竟然是……

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按照业内普遍说法,特斯拉唯爱圆柱电池的原因,倒不是圆柱电池有多好的性能,多高的安全水平,纯粹是因为成本低;并且当时特斯拉这座九层之台刚起于打地基,愿意搭理它的供应商比较少。在进入国内后,特斯拉也转投宁德时代方形电池的怀抱,而方形电池的优势就是方便定制和配套不同的底盘。

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『特斯拉的电池包』

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『采用方形电池的蔚来的电池包』

鉴于特斯拉的种种丧心病狂的降成本行为,这话可信度颇高。同时,圆柱电池发展时间长、标准化程度高等特点,也使得其具有低成本的优势,与特斯拉的作风不谋而合。但同时,圆柱电池的劣势也非常明显,对比下采用方形电池的蔚来的电池包,可以看到特斯拉的整个电池包是由密密麻麻的圆柱电池拼成的,在一致性问题上要经受颇大的考验;同时还影响PACK的设计。此外电池的能量密度也不如方形和软包。

■ 4680电池:我变胖了,也变强了

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『各种电池对比,其中AA为日常常见的5号电池,AAA为7号』

电动车厂商的终极目标就是鱼和熊掌我都要,特斯拉也不例外,他们改进电池的方向就是低成本+长续航。这里先介绍下“4680”是什么意思,这四个数字表示直径为46mm,高为80mm。4680电池对比上一代2170电池,能看出其在尺寸上更加壮硕,从纤细的形状变得更加壮硕。下面这张图直观地反应了上述电池的区别。

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根据圆柱体的体积和表面积公式,能简单算出,4680的电芯相比2170在容量上提升了5倍,用的外壳材料只增加3倍,算是划算的买卖。输出功率则是提高了6倍,给车辆带来的续航增益为16%。

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『全极耳设计』

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但同时,电池变胖后不得不面对散热问题,也会影响特斯拉引以为傲的超充的速度。4680电池使用了全极耳技术。极耳这东西大家都见过,5号电池正极那个凸起就是极耳。所谓“全极耳”就是指不仅那个小凸起,而是整个圆形面都是极耳。 

而极耳的功能是连接和导电,也就是作为在进行充放电时的接触点(日常的作用可能是分辨正负极),因此“全极耳”增大了导电面积,我们知道电阻与横截面积成反比,因此更大的极耳是有利于电池散热的。

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『搭载4680电池的特斯拉车型』

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国内比亚迪和宁德时代推广CTP(Cell To Pack,无模组,电芯直接到电池包)时,特斯拉整出了个“CTC”(Cell To Chassis,电池到底盘)。柏林工厂的Model Y的电池包不是放在底盘上,而是本身成为了底盘的一部分,还承担了连接前后车身的作用,甚至座椅都直接放在电池上。鉴于某些平台对电动车的讹传,我们有理由相信,这套工艺若是引入国内,测座椅辐射肯定能风靡许久。

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近年来,特斯拉很少在“车”本身上推陈出新,反倒在电池、制造工艺、AI等花边处造诣颇深。4680电池搭配“CTC”以及一体压铸式车身,三者结合让Model Y提升了10%的轻量化程度,14%的续航,并减少了370个车身零部件,省钱且高续航即可兼得。

■ 琥珀电池,我愿称之为电池颜值TOP

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岚图的琥珀电池本质上是三星的2170三元锂电池,但妙就妙在,岚图在外面给它包了个晶莹剔透的壳子,看起来像一块琥珀。看多了宁德时代白底蓝字的直男风电池,这块琥珀电池简直就是清水出芙蓉。

根据岚图的说法,琥珀电池采用三维隔热墙技术,在电池包内填充特殊的有机硅复合材料,结合有机硅聚合物+低密度隔热材料+阻燃剂,形成隔热阻燃绝缘层,使得每个电芯单元像“琥珀”一样处于充分包裹中,这个理论有点像防治新冠的单独隔离政策。

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也就是说,与特斯拉在电芯本身下功夫相比,岚图其实是电芯的搬运工(PACK和模组为自研),重点在热管理上下功夫,这套“琥珀”的重点也并非提升续航、降低成本,而是为了严防起火。

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至于岚图作为一个国产高端品牌,为何不用大家都喜欢的方形电池,而另辟蹊径选择圆柱电池,厂家并没有做出过多解释。

不过同为圆柱电池用户,在各大供应商搭好4680产线后,岚图估计也能分一杯羹,用上4680电池,进而拥有更高的续航和更低的成本。

■ 编辑点评

圆柱电池只是动力电池领域小小的一份子,但管中窥豹,仍可见一斑。虽然目前电动车的续航已经达到500km以上,似乎能满足大部分需求,起火事件也愈发愈少。

但广大汽车厂商和供应商还是绕着电池大做文章,特斯拉依旧在压榨锂电池的性能;宁德时代创新地提出钠离子电池,从原材料方面革新,为的是降低成本;还有蜂巢能源,研发无钴电池摆脱原材料控制的同时也能降低成本;也有如岚图等,在热管理处做文章,专注电池安全,为消费者提供满意的产品;也有比亚迪,在电池的结构、PACK等角度钻研,旨在提升能量密度,增加续航;广汽集团则结合高倍率电池和超充,为消费者提供堪比燃油车的补能体验;和蔚来的换电,以及下一代的固态电池……

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可以看到,我们的电池市场正处于一个百花齐放,越发内卷的时期,就算是顶流宁德时代,也无法躺平了挣钱;就算是已经上了火星的特斯拉,也不敢说自己的4680就是宇宙最强。这样的的内卷无疑是有效内卷,最终也会惠及每一个新能源车消费者。那么你如何看待圆柱电池乃至整个动力电池产业?欢迎在评论中畅所欲言!

原创文章,作者:车主头条,如若转载,请注明出处:http://www.chezutt.com/hangye/67131.html

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