早在去年馬斯克公布Model3所采用的電池組時(shí)我們就知道，特斯拉使用了其公司最新的電池配比技術(shù)，淘汰了松下18650電池，而改用21700新型電池，由在內(nèi)達(dá)華州的“超級(jí)電池工廠”(Gigafactory)生產(chǎn)。

　　同為圓柱形鋰電池，21700新型電池的規(guī)格為直徑21毫米、長(zhǎng)度70毫米，就理論上限方面要比18650型(直徑18毫米、長(zhǎng)度65毫米)更有利。為此，21700鋰電池率先被使用到Model3中。

　　1.21700電池的優(yōu)勢(shì)

　　從優(yōu)勢(shì)上來(lái)說(shuō)，21700相對(duì)于18650主要在能量密度、成本、輕量化三方面進(jìn)行了改善提升，這三點(diǎn)提升讓Model3聽(tīng)起來(lái)更加“騷氣”，我們一點(diǎn)一點(diǎn)來(lái)分析一下：

　　1)能量密度提升20%以上

　　21700電池的能量密度要優(yōu)于18650電池。從特斯拉披露的信息看，在現(xiàn)有條件下，其生產(chǎn)的21700電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右，比其原來(lái)18650電池系統(tǒng)的250Wh/kg約提高20%。從松下的動(dòng)力鋰電池單體的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，其21700電池的體積能量密度遠(yuǎn)高于18650型電池單體。單體電芯能量密度的提升要遠(yuǎn)高于成組后提升的20%幅度。

　　2)電池系統(tǒng)成本下降9%左右

　　鋰電大數(shù)據(jù)根據(jù)Tesla披露的電池價(jià)格信息，預(yù)計(jì)21700的動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)售價(jià)為170美元/KWh，相比18650的售價(jià)185美元/KWh，價(jià)格下降幅度可達(dá)8.1%左右。18650的系統(tǒng)的成本約為171美元/KWh，改用21700后，系統(tǒng)成本約能實(shí)現(xiàn)9%左右的降幅，達(dá)到155美元/KWh。

　　單體容量提升后，PACK所需配件數(shù)同比例減少帶動(dòng)PACK成本下降。從18650型號(hào)切換至21700型號(hào)后，電池單體電池容量可以達(dá)到3~4.8Ah，大幅提升35%，同等能量下所需電池的數(shù)量可減少約1/3，TeslaModels電動(dòng)汽車使用7104節(jié)18650電池串并聯(lián)成電池組，在新款Models3上，采用21700后，電池節(jié)數(shù)必將大幅減少。在降低系統(tǒng)管理難度的同時(shí)將同比例的減少電池包采用的金屬結(jié)構(gòu)件及導(dǎo)電連接件等配件數(shù)量，特斯拉的Pack成本占總系統(tǒng)成本約24%，預(yù)計(jì)電池包成本降幅較為可觀。

　　值得一提的是，特斯拉并沒(méi)有將Model3電池設(shè)計(jì)為易更換模式，看來(lái)特斯拉徹底要放棄電池更換的方案了，這也和成本緊密有關(guān)。

　　3)輕量化降低10%

　　采用新型21700電池之后，系統(tǒng)相比目前的電池能減少了10%的組件和重量，從而進(jìn)一步降低電池Pack的重量，整車的能量密度將得到部分提升。

　　Model3一共有四個(gè)配置，分別是：50、65、80、P80D，數(shù)字相對(duì)應(yīng)的是裝載電池的總?cè)萘俊ｋ姵厝萘糠謩e對(duì)應(yīng)不同的續(xù)航里程(EPA測(cè)試)：357km、454km、550km和539km。但就整備質(zhì)量看，分別為1650kg、1725kg、1800kg、1925kg。作為一款整體尺寸(4694/1849/1443mm)與寶馬3系(1540kg~1650kg)相當(dāng)?shù)能囆?，還是要重不少。

　　另外，特斯拉也增加了其他一些巧妙的設(shè)計(jì)以節(jié)省重量和成本。例如，它去掉了外置電池組加熱器，而只使用汽車動(dòng)力總成提供的熱量，即使汽車停了下來(lái)，也能為電池加熱。這是因?yàn)殡姵匦枰谝粋€(gè)適宜的溫度下工作，以保持其最佳性能，這意味著它們需要在過(guò)熱的環(huán)境下冷卻，在寒冷的天氣下加熱。

　　2.21700電池“黑盒子”

　　所謂“黑盒子”，是指從用戶的觀點(diǎn)來(lái)看一個(gè)器件或產(chǎn)品時(shí)，并不關(guān)心其內(nèi)部構(gòu)造和原理，而只關(guān)心它的功能及如何使用這些功能。那么我們就從用戶的角度來(lái)看看21700的情況!

　　1)下游市場(chǎng)是否接受改變?

　　電池企業(yè)生產(chǎn)何種型號(hào)的電池，要受多種因素影響。目前新能源汽車界所強(qiáng)調(diào)的“正向研發(fā)”，要求從功能入手設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，這也決定了必須從使用入手去反推電池型號(hào)和規(guī)格，因此，電池型號(hào)是否更換主要還是看下游市場(chǎng)。

　　“18650的適配性很強(qiáng)，除了在電動(dòng)汽車外，還可以在3C數(shù)碼、無(wú)人機(jī)、電動(dòng)工具等其它領(lǐng)域消化。但對(duì)于21700而言，尚沒(méi)有形成有效的產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)消化這些電池，這無(wú)疑會(huì)增加成本?！?br/>
　　2)設(shè)備與工藝是否滿足?

　　21700電池的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝等并非一朝一日就能準(zhǔn)備好，如何布局還要看電池生產(chǎn)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)策略。

　　電池的成本降低是以產(chǎn)量和良品率為基礎(chǔ)的。起點(diǎn)研究(SPIR)的數(shù)據(jù)顯示，松下、三星SDI的18650電池良品率一般在98%以上，國(guó)內(nèi)的良品率一般在95%以上，但這仍意味著會(huì)有較多的B品電池需要處理，這對(duì)于21700而言是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　3)政策是否支持?

　　除了市場(chǎng)需求不明顯和電池企業(yè)制造工藝不足之外，國(guó)家在電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)方面的相關(guān)政策也對(duì)國(guó)內(nèi)電池尺寸的選擇存在重大影響。

　　工信部制定的《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》征求意見(jiàn)稿中，推薦的圓柱電池型號(hào)只有18650和32650兩種，一旦強(qiáng)制統(tǒng)一則會(huì)對(duì)其它型號(hào)的電池不利。如果國(guó)家制定的電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確支持，這一類型號(hào)的發(fā)展前景將沒(méi)有看上去那么美好。

　　3.電池包容量

　　與此前的ModelS和ModelX都不同的是，特斯拉在發(fā)布Model3時(shí)沒(méi)有采用常規(guī)的“千瓦時(shí)”來(lái)表示其電池組容量，而只是給出了一個(gè)充電速率：在240V、30A的情況下，每小時(shí)充電可以行駛30英里(約合48.28公里)。

　　特斯拉電池組

　　那么，Model3的電池容量有多大?根據(jù)此前EPA官方認(rèn)證信息，標(biāo)準(zhǔn)版Model3續(xù)航里程為350公里，電池組容量為50kWh，使用了2976節(jié)21700電池，每31節(jié)電池構(gòu)成一個(gè)電池磚。這些電池磚又被分為4個(gè)模塊，其中2組包含23個(gè)電池磚的模塊，2組包含25個(gè)電池磚的模塊。

　　

　　特斯拉電池組布局示意圖

　　Model3長(zhǎng)里程版的續(xù)航里程能夠達(dá)到500公里，電池組容量達(dá)到了80.5kWh，使用了4416節(jié)21700電池，每46節(jié)電池構(gòu)成一個(gè)電池磚。和標(biāo)準(zhǔn)版Model3一樣，這些電池磚被分為4個(gè)模塊。

　　4.電池衰減率

　　對(duì)任何可充電電池來(lái)說(shuō)，衰減是必然的。隨著充電循環(huán)次數(shù)的增加，電池中正負(fù)極的反應(yīng)材料會(huì)產(chǎn)生損失，電解質(zhì)的性能也會(huì)下降，導(dǎo)致整個(gè)電池的實(shí)際電量縮減。一般來(lái)說(shuō)，以化學(xué)性質(zhì)比較活潑的鋰電池為例，在500個(gè)充電循環(huán)之后，其電量會(huì)衰減至80%左右。

　　對(duì)于ModelS/X，特斯拉從來(lái)沒(méi)有對(duì)其電池健康度做承諾。不過(guò)Model3倒是有官方數(shù)據(jù)，即20萬(wàn)公里之后，仍可以維持在70%以上的容量。但事實(shí)真有特斯拉官宣得那么理想嗎?

　　據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，一份針對(duì)上百位特斯拉真實(shí)車主的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，在行駛了10萬(wàn)公里之后，ModelS/X的電池容量縮水幅度為5%，在30萬(wàn)公里后，多數(shù)特斯拉還能保證90%以上的電池容量，在80萬(wàn)公里之后，依然還能維持在80%以上的水準(zhǔn)。并且，頻繁的充放電，甚至可以減緩衰減。