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Tesla为什么采用18650电池?

导读: 所谓聚合物电池是指内部含有聚合物或胶体电解质的电池,而传统的锂离子电池的电解质是溶解在液态电解液中的。所谓层叠式电池是指内部电极片与隔膜是一层一层堆叠起来的,与之相对应的是卷绕式电池的卷绕电芯。

  1、首先做一个概念上的厘清:层叠式电池 vs. 聚合物电池 vs. 袋装电池

  问题里提到了“层叠式(聚合物)锂离子电池”,请注意层叠式(Laminated)电池与聚合物(Polymer)电池是两个不同的概念。所谓聚合物电池是指内部含有聚合物或胶体电解质的电池,而传统的锂离子电池的电解质是溶解在液态电解液中的。所谓层叠式电池是指内部电极片与隔膜是一层一层堆叠起来的,与之相对应的是卷绕式电池的卷绕电芯(18650电池就是卷绕式电池)。一般聚合物电池都采用层叠式结构,因此也可称为层叠式电池。但是,由于层叠式电池也可以采用液态电解液,因此层叠式锂离子电池也可能不是聚合物锂离子电池。实际上,大部分电动汽车用的层叠式动力电池(Nissan LEAF,GM Volt等)都是液态电解液。之所以会产生这种混淆,大概是因为层叠式电池与聚合物电池一般都是用铝塑膜封装的,我们也称之为“袋装”(Pouch)电池。不过,袋装电池内部也有可能是卷绕式电芯。

  聚合物电池现在似乎还没有应用在电动汽车上,我猜测主要原因可能是胶体电解质的导电性不太好,因此内阻较大。

  2. Tesla为什么采用18650电池?

  我在问题Tesla 的电池管理系统 (BMS) 相比其他电动汽车有哪些优势?中提到过几个原因,在此展开论述。

  a. 一致性

  18650电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池,广泛应用在电子产品中,每年的出货量大约有几十亿节。多年来,日本厂商在18650电池的生产工艺上积累了大量的经验,使得产出的18650电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。

  在与美国一位电池界教授交流的过程中,他半戏谑地说过一番话:如果你从日本某厂商直接购买了同一批次的电池,然后用你的电池充放电测试仪器去同时测试它们,如果发现不同通道测出的放电曲线不一样,你应该怀疑你的设备而不是电池的一致性。

  相比之下,层叠式锂离子电池远远没有成熟(参见为什么电动车行业不推行标准化电池?),甚至连尺寸、大小、极耳位置等都不统一,电池厂商所具备的经验也很不足,电池的一致性达不到18650电池的水准。如果电池的一致性达不到要求,大量电池串、并联形成的电池组的管理将是一场梦魇。

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