18650號(hào)電池曾是特斯拉的傳奇，如今隨著Model3量產(chǎn)下線，18650號(hào)電池歷史使命卻即將終結(jié)，特斯拉所有車型可能會(huì)全部替換為2170號(hào)電池，那么其背后原因是什么？

1、鋰離子電池構(gòu)成及分類？

鋰離子電池指的是電化學(xué)體系中含有鋰的電池，大致可分為鋰金屬電池和鋰離子電池，鋰離子電池由于不含金屬鋰和可充電的屬性得以商用，就外形而言分為圓柱形和方形，重要由正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜材料四個(gè)部分構(gòu)成。

鋰離子電池因正極材料及負(fù)極材料不同而被區(qū)分成不同種類的電池，如常用的正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等，常用的負(fù)極材料石墨碳材料、錫基材料、硅基材料、鈦基材料等，其中鈷酸鋰是大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。

2、鋰離子電池技術(shù)方向如何？

三元鋰離子電池又稱三元聚合物鋰離子電池，它指的以鎳鈷錳三元材料做正極材料，以石墨為負(fù)極材料的電池，其以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際要調(diào)整，這是日韓等電池公司主攻技術(shù)方向;磷酸鐵鋰離子電池則是以磷酸鐵鋰為正極材料，石墨為負(fù)極材料的電池，這是比亞迪主攻技術(shù)方向;鈦酸鋰離子電池則分為兩種，一種是鈦酸鋰作為負(fù)極材料，可與錳酸鋰、三元材料及磷酸鐵鋰等正極材料組成鋰離子電池，這是當(dāng)前珠海銀隆主攻方向，另一種則是鈦酸鋰做正極、與金屬鋰或鋰合金做負(fù)極組成鋰離子電池。

3、三元鋰離子電池優(yōu)勢(shì)在哪？

三元鋰離子電池最大優(yōu)勢(shì)在于電池儲(chǔ)能密度高，其儲(chǔ)能密度通常在200WH/kg以上，相關(guān)于磷酸鐵鋰的90-120WH/kg,更適合乘用車市場(chǎng)對(duì)續(xù)航里程的需求，但是三元鋰離子電池材料分解溫度在200℃左右，它會(huì)釋放氧分子，在高溫用途下電解液會(huì)迅速燃燒，引發(fā)電池自燃和易爆風(fēng)險(xiǎn)，因此它對(duì)電池管理要求很高，要做好過充保護(hù)(OVP)、過放保護(hù)（UVP）、過溫保護(hù)（OTP）和過流保護(hù)（OCP）等，因此三元鋰離子電池雖在我國(guó)純電動(dòng)汽車乘用市場(chǎng)裝機(jī)比例高達(dá)76%，但是在電動(dòng)大巴裝機(jī)量卻僅為27.6%，相反磷酸鐵鋰達(dá)到了64.9%。

4、特斯拉為何改用2170？

特斯拉采用的18650和2170號(hào)電池都屬于三元鋰離子電池，18650代表的是直徑18mm、長(zhǎng)度65mm的圓柱形電池，2170號(hào)電池代表的則是直徑21mm、長(zhǎng)度70mm的圓柱形電池，特斯拉18650號(hào)電池由于體積受限，無法通過工藝控制和原材料角度提高能量密度，降低電池成本，因而增大體積的2170號(hào)電池就成了必然選擇，在Model3率先使用后，ModelS和ModelX有望隨后進(jìn)行更換。

馬斯克宣稱2170號(hào)電池是全球能量密度最高、價(jià)格最便宜的電池，其能量密度可高達(dá)300WH/kg,相關(guān)于18650的233WH/kg,能量密度提高了近20%，但是其電池系統(tǒng)成本為155美元/WH,相關(guān)于18650的171/WH,降價(jià)幅度有限，離馬斯克預(yù)設(shè)的目標(biāo)100美元/WH還有很大差距，但無論如何還是往前走了一步，后續(xù)應(yīng)該會(huì)在電池新材料做創(chuàng)新來降低成本三元聚合物鋰離子電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰（Li（NiCoMn）O2）三元正極材料的鋰離子電池，三元復(fù)合正極材料前驅(qū)體產(chǎn)品，是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際要調(diào)整。

安全性是重中之重

三元鋰離子電池的特點(diǎn)是能量密度大，電壓更高，所以同樣重量的電池組電池容量更大，車子跑的距離也就更遠(yuǎn)，速度也能更快。但是其弱點(diǎn)在于穩(wěn)點(diǎn)性較差，假如內(nèi)部短路或是正極材料遇水，都會(huì)有明火出現(xiàn)。所以一般18650電池都會(huì)有一層鋼殼保護(hù)，由于特斯拉的電池組是由7000塊左右的18650電池組合而成，所以，雖然特斯拉給電池組進(jìn)行了全方位的保護(hù)，但是在極端的碰撞事故中，起火隱患還是有的。

之所以這樣，原因是兩種材料在到達(dá)一定溫度時(shí)發(fā)生分解，三元鋰材料會(huì)在更低的200度左右發(fā)生分解，而磷酸鐵鋰材料是在800度左右。并且三元鋰材料的化學(xué)反映更加劇烈，會(huì)釋放氧分子，在高溫用途下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應(yīng)。說簡(jiǎn)單點(diǎn)，就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。不過要注意的是，我們提到的是材料，而不是已經(jīng)成為成品的電池。

磷酸鐵鋰離子電池則要穩(wěn)定許多，電池板就算是穿刺、短路也不會(huì)爆炸燃燒，遭到350℃的高溫也不會(huì)起火（三元鋰離子電池在180-250℃就扛不住了）。所以在安全性能上，磷酸鐵鋰離子電池略勝一籌。

正因?yàn)槿嚥牧嫌羞@樣的安全隱患，所以廠商也在努力往抑制出現(xiàn)事故的方向走。根據(jù)三元鋰材料容易熱解的特性，廠商在過充保護(hù)（OVP）、過放保護(hù)（UVP）、過溫保護(hù)（OTP）、過流保護(hù)（OCP）這幾個(gè)環(huán)節(jié)上都會(huì)下不少的功夫。特斯拉之所以關(guān)于安全性有信心，就是因?yàn)樗幸徽纂姵毓芾硐到y(tǒng)，能夠?qū)⒒钚愿叩娜囯x子電池管理地更好。當(dāng)然，伴隨著越來越多的電池公司、車企還有專業(yè)的電池管理公司在這個(gè)領(lǐng)域的不斷研發(fā)，更多的公司也能做到優(yōu)秀的電池管理，將安全性大大提升。