比亚迪下代电池技术锁定磷酸铁锰锂，密度不输三元材料

比亚迪下代电池技术锁定磷酸铁锰锂，密度不输三元材料

密度不输三元材料？比亚迪下一代电池技术主攻磷酸铁锰锂

8月3日，在湖南韶山举办的中国新能源汽车产业三大基础工程发布会上，比亚迪总裁王传福接受了媒体专访，他认为，市场对于比亚迪秦汽车的期待远超预期，给产能带来很大压力；在新电池技术方面，比亚迪一直在进行新电池、新材料的研发。

比亚迪新能源汽车产能如何布局？能满足市场需求吗？比亚迪目前采用的是磷酸铁锂技术路线，下一步还会选择哪些技术路线？

王传福回答称，比亚迪现在面临产能瓶颈，是因为当时对市场的预测比较谨慎，没有判断出比亚迪秦这款车型会受到如此热烈的市场欢迎，所以目前的产能远远跟不上供给。

比亚迪秦销量已经超过6000台，月产能是1000台，但每月订单量大概在3000到4000台，是产能的3到4倍，这导致比亚迪秦市场货源严重不足，这也说明新能源汽车的市场拐点已经到来，比亚迪现在也在积极规划应对这样的市场状况，至少明年初就能解决市场货源问题。

说到电池材料的技术路线，比亚迪目前在磷酸铁锂方向，未来也会研究其他技术。我们现在研究的是磷酸铁锂路线的改进版，叫磷酸铁锰锂，就是在材料里加入锰元素。这个电池的能量密度已经达到三元材料的密度了。另外我们是根据材料里矿物的多少来考虑电池的技术路线。三元材料里的钴是比较稀有的金属，地球上的储量有限，这就导致含有这种元素的电池价格降不下来。我们选择的磷酸铁锰锂，地球上这些元素非常丰富，不会有一天枯竭，所以从经济角度选择了这个路线。当然随着电池技术的不断发展，我们可能也会选择其他的技术路线。

特斯拉会因为锂电池退化风险而放弃18650吗？

埃隆·马斯克被誉为超越史蒂夫·乔布斯的天才企业家。他创办了全球电动汽车（EV）企业特斯拉汽车公司。特斯拉轿车EV“”在2013年销售超过2万辆，并计划在2014年将销量提升至3.5万辆以上。SUV EV“”也将于2014年投产。

“这将导致特斯拉陷入危机。”最近，我们经常听到这样夸张的说法，这意味着快速发展的电动汽车企业将面临危机。而危机的罪魁祸首似乎就是电动汽车的核心部件——二次电池。特斯拉采用的是“18650”（直径18mm×长度65mm）圆柱形小型锂电池。这种电池在消费产品中被广泛使用，通过量产可以降低成本。

不过，特斯拉采用18650的策略，也可能成为危机的导火索。18650原本是索尼内部使用的规格名称，二十多年来基本结构从未改变。正如一位电池技术人员所说，“18650永远是消费产品的电池，寿命只有几年。”

锂电池劣化的主要原因是水和热。从结构上看，18650对水和热的抵抗力并不强。尽管采取了一些措施，例如改进了筒体与盖板之间的垫片组，但18650的水汽阻隔性能“仍然不如使用复合膜的软包式（Pouch）电池”（另一位电池技术人员）。关于热，18650电芯内部几乎没有空间，因此散热性较差。当然，特斯拉会采取一些应对措施，但供应量越大，电池劣化导致重大缺陷和事故的可能性就越大。

因为这个问题，电池业内人士传出“特斯拉或将放弃坚持”的传言。这意味着其电动车的电池将从18650电芯改为大型车载电池。如果事故频发，以安心、安全为本的汽车声誉将毁于一旦。此外，日产、三菱等其他电动车推动者已失去往日势头，特斯拉已成为引领电动车行业的标杆。一家创业公司的失败将对整个电动车零部件市场产生影响。特斯拉小小的肩膀上背负着巨大的期望和责任。

特斯拉于 2008 年首次将其电动车推向市场，限量生产了 2500 辆双座车型。有趣的是，尽管其舒适性不佳且偶尔出现故障，但几乎没有收到用户的投诉。这很可能是因为买家并没有将其视为汽车，而是将其视为一种先进且具有挑战性的玩具。但未来可能不会这么简单。对于面向大众消费市场的特斯拉电动车，消费者将严格要求将其视为汽车。特斯拉能否消除风险？这将取决于被誉为天才的马斯克的决定。

特斯拉为什么使用18650电池？

1.首先明确一下概念：叠层电池、聚合物电池、软包电池

问题中提到了“叠层（聚合物）锂离子电池”。请注意，叠层（）电池和聚合物（）电池是两个不同的概念。所谓聚合物电池，是指含有聚合物或胶体电解质的电池，而传统锂离子电池的电解质是溶解在液体电解质中的。所谓叠层电池，是指内部电极片和隔膜层层堆叠的电池，与卷绕电池的卷绕电芯相对应（18650电池就是卷绕电池）。一般聚合物电池采用叠层结构，因此也可以称为叠层电池。但由于叠层电池也可以使用液体电解质，因此叠层锂离子电池可能不是聚合物锂离子电池。事实上，电动汽车上使用的叠层动力电池（等）大多都是液体电解质。造成这种混淆的原因可能是因为叠层电池和聚合物电池一般都采用铝塑膜封装，我们也称之为“软包”电池。但是，软包电池内部也可能有卷绕电芯。

聚合物电池好像现在还没有用在电动车上，我猜主要原因可能是胶体电解质的导电性不是很好，所以内阻比较大。

2.特斯拉为什么采用18650电池？

我在问题“特斯拉的电池管理系统（BMS）相对于其他电动汽车有什么优势？”中提到了几个原因，在这里我将详细阐述。

a.一致性

18650电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池，广泛应用于电子产品中，每年出货量约几十亿只。多年来，日本厂家在18650电池的生产过程中积累了大量的经验，使得生产出来的18650电池的一致性和安全性达到了非常高的水平。

在和一位从事电池行业的美国教授交谈时，他半开玩笑地说：如果你直接从日本厂家购买同一批电池，然后用你的电池充放电测试仪器同时进行测试，如果发现不同通道测出的放电曲线不一样，那你就应该怀疑你的设备的一致性而不是电池的一致性了。

相比之下，叠层锂离子电池还远未成熟（见电动车行业为什么不推广标准化电池？），甚至连尺寸大小、极耳位置都不统一。电池制造商也缺乏经验，电池的一致性达不到18650电池的水平。如果电池的一致性达不到要求，那么由大量电池串并联组成的电池组的管理将是一场噩梦。

综上所述，18650电池单体容量较小（一般不超过3Ah），所需电芯数量较多（6831个），但一致性很好；堆叠电池容量可以做的更大（30Ah甚至40Ah），电芯数量可以减少，但一致性较差。

特斯拉并不是电池制造商，在电池生产技术上并没有太多的积累，现阶段很难投入大量人力物力与电池供应商合作完善叠层电池的生产工艺。因此在研发过程中，特斯拉唯一的选择就是从市场上采购电芯，自行研发电池系统。相比自行研发一套超过200个电芯、一致性较差的电池系统，前者的技术难度要低一些。即便单电芯数量增加，只要这些电芯的性能可靠，也会更容易管理。

相比另一款非常成功的纯电动车——日产的LEAF，它采用的是叠层锂离子电池。这是因为日产与NEC合作多年，在电池技术上积累了不少经验，在品控上应该也有相当的功底。而LEAF的电池则来自日产与NEC的合资公司AESC。

比较美国、日本、中国等不同地区的汽车制造商与电池制造商在开发电动汽车时的联盟，非常有趣。

b. 成本

特斯拉采用的是18650电池，因此可以借用松下等日本厂商现有的生产线进行生产。随着消费电子领域使用的18650电池竞争日趋激烈，我想松下等厂商非常乐意与特斯拉合作，升级产品，完善现有的动力电池生产生产线。

另外，工业生产有规模效应，当生产规模达到一定程度时，成本会大大降低，一辆特斯拉需要几千块18650电池，因此单个电池的采购价格应该比较低。

c.散热能力

堆叠式电池厚度薄，表面积大，因此具有良好的热量分布和散热能力。因此，日产的 LEAF 大胆采用了被动式热管理系统（其实没有管理！），利用空气自然对流带走热量。LEAF 的单体电池长这样：

由四个单电池（两个并联，两个串联）组成的电池模块如下所示：

由48个电池模块串联组成的电池组如下所示：

可以看到，电池组上没有风扇、冷却液管或其他热管理系统。这大概就是没有花招胜过花招的情况吧。

另一方面，特斯拉的18650电池体积相对较小，正常充放电时单体电池内部温差不会太大。但6000多个单体电池的温度也要控制在不超过5℃的范围内，这是一项非常艰巨的任务。然而，特斯拉做到了。

综上所述，小容量18650电池的使用，大大增加了特斯拉热管理系统的复杂度。也就是说，如果从散热能力考虑，使用小容量18650电池并不是最好的选择。

d.能量密度

在谈论能量密度时，需要区分单个电池的能量密度和电池组的能量密度。

从单体电池的能量密度来看，18650电池要高于叠层锂离子电池。我这里找到的日产LEAF使用的33Ah锂离子电池的能量密度为157Wh/kg，叠层电池的能量密度约为150Wh/kg；而使用的18650电池的能量密度约为211Wh/kg。（注：我没有找到Volt的原厂电池数据，我根据同一电池厂商生产的同容量电池的数据计算出来的）

不过18650电池的管理系统更为复杂，额外的重量会让电池组的能量密度远低于单体电池。LEAF的电池组重量为450kg，能量密度为118Wh/kg，而LEAF电池组重量为225kg，能量密度为107Wh/kg。在电池组层面，两者的能量密度不相上下。

设计应该会好得多，但我还没有收集到太多这方面的信息，所以现在无法做任何分析。

e. 安全

上面说了叠层锂离子电池的优点，但是叠层锂离子电池也存在一些缺点。由于叠层锂离子电池一般采用铝塑膜封装，铝塑膜较薄，机械强度较差，在汽车碰撞等极端情况下容易损坏，引发安全事故。这也解释了为什么日产要在四块电芯组成的电池模组外面加一层铝壳。

18650电池一般都是钢壳的，安全性比较高，前面也说了，随着18650电池生产工艺水平的不断提高，安全性也在不断的提高。

对于这些 18650 电池可能出现的安全事故，特斯拉也下了很大功夫。如果某个单体电池出现过热等异常情况，就会根据异常情况的严重程度，切断电池或其所在的模块的电源，以防止事故蔓延。由于单体电池容量较小，只要不蔓延，事故严重程度就会很低。

我认为特斯拉选择18650电池确实是当时最好的选择，但随着特斯拉在电池领域的不断积累经验，他们应该尝试其他的电池配置。

聚合物电池的优势就是外形可定制性强，轻便、长寿命、安全这三大优势都是楼主瞎编的吧？假冒的18650充电宝因为充放电控制电路劣质，比自带充放电控制的聚合物充电宝好用。但是特斯拉拥有几乎全球最强的18650电池矩阵管理技术，比普通的聚合物充电宝好太多了。18650电池能量密度高，寿命长，输出高，放电性能好，用在特斯拉不是理所当然吗？

其实影响电池安全性最重要的属性就是正极材料，特斯拉所采用的钴酸锂的确安全性不如其他正极材料，但其先进的管理技术和防火墙模块足以保证汽车的安全。其他安全性更高的正极材料，其能量密度比钴酸锂低很多，价格也更贵，而且会大大缩短续驶里程，显然得不偿失。

特斯拉电池技术总监科特·科蒂表示，“我们也尝试过板式和方型电池，但18650的能量密度更高。”此次使用的18650电池单元，能量密度比特斯拉型号高出约30%。而且，电池单元的排列对安全性影响很大，18650电池单元之间的间距也做得更小。

特斯拉坚持不使用大容量电芯，而是采用小容量的18650。在公司看来，这样不仅成本低，而且安全。一旦电芯发生热失控，由于容量小，也不容易影响周围的电芯。科蒂表示：“其实18650有五大优点。但我们不想让其他公司知道，所以不便详细谈论。”此外，他的话还透露，公司也在尝试其他方法，但目前不打算改变。