特斯拉和他鐘愛的鋰電池

從2008年發(fā)布第一款電動汽車至今,特斯拉被越來越多的人所接受沼琉。它的出現(xiàn)狸相,引爆了電動汽車的新時代。從Tesla Roadster的初出茅廬月匣,到Tesla Model S的風(fēng)靡萬千;從Tesla Model X的驚艷外形钻洒,到Tesla Model 3親民價格,特斯拉的每一步都牽動著廣大愛好者的神經(jīng)锄开。它或許不是新能源汽車的開創(chuàng)者素标,但一定是這個時代最備受矚目的那一個。


Model X.jpg

和廣大電動車一樣萍悴,特斯拉采用的鋰電池組作為動力源头遭。以Tesla Model S為例寓免,其電池組的重量高達(dá)900公斤,被完整地放置于底盤之上计维,由7104節(jié)18650鋰電子組成再榄,幾乎占據(jù)了整個底盤。


特斯拉電池組.jpg

而今天我們要講的享潜,就是特斯拉的鋰電池。

老規(guī)矩嗅蔬,在這之前剑按,我們先了解了解電池的內(nèi)部原理。

電池發(fā)電是利用兩個電極的電勢的不同澜术,產(chǎn)生電勢差艺蝴,從而使電子流動,產(chǎn)生電流鸟废。以鋅銅電池為例猜敢,鋅為負(fù)極,銅為正極盒延。鋅是活潑金屬缩擂,在電解液中(一般為酸性溶液),鋅失去電子添寺,電子通過電解液流到正極(銅不與酸發(fā)生反應(yīng))胯盯,在這種不斷反應(yīng)過程中,形成電流计露,直到鋅消耗完畢博脑。

原電池原理.png

我們平時用的五號、七號電池票罐,除了正負(fù)極材料不同叉趣,基本都是利用這種原理制成的。這種電池一般價格便宜该押,標(biāo)準(zhǔn)化程度高疗杉,使用極為廣泛。但是我們可以發(fā)現(xiàn)蚕礼,一旦負(fù)極的活性材料消耗完畢乡数,電池就無法繼續(xù)進行氧化反應(yīng),那么意味著電池就沒電了闻牡。我比較懶净赴,不喜歡經(jīng)常買電池,能不能發(fā)明一種可重復(fù)使用的電池呢罩润?

其實可充電電池在19世紀(jì)就有了玖翅,只是因為其使用了鉛,容量不僅低,對環(huán)境還有很大危害金度。1970年代在坝γ模克森工作的邁克爾(M.S.Whittingham)最早提出鋰離子電池。他最開始采用硫化鈦作為正極材料猜极,金屬鋰作為負(fù)極材料中姜。但因為鋰是一種高度反應(yīng)性的元素,由于在正常大氣條件下水和氧的存在跟伏,鋰會燃燒丢胚。之后他將研究轉(zhuǎn)移用鋰化物代替金屬鋰,最終制成首個鋰離子電池受扳。

這里我們又要提一提了携龟,我們平時所用的鋰電池的正確叫法應(yīng)該是鋰二次電池或鋰離子電池,因為真正的鋰電池是用金屬鋰作為負(fù)極勘高,和鋅銅原電池一樣峡蟋,金屬鋰直接參與氧化反應(yīng),用完了沒了华望。而鋰離子電池蕊蝗,也就是我們常用的可充電鋰電池,是通過鋰離子的參與反應(yīng)赖舟,當(dāng)然匿又,平時大家已經(jīng)說習(xí)慣了,也就不用改口了建蹄,不過一定要記得鋰電池和鋰離子電池的區(qū)別碌更。


18650電池.jpg

經(jīng)過幾十年的發(fā)展,到如今遍布各類電子設(shè)備洞慎,鋰電池的作用越來越無法取代痛单。而其中,特斯拉使用的就是松下的18650鋰電池劲腿。18650其實是指電池的外形規(guī)格旭绒,是當(dāng)年SONY公司為了節(jié)省成本而定下的一種標(biāo)準(zhǔn)電池型號。其中18表示直徑為18mm焦人,65則指其65mm的高度挥吵,0表示它的外形是圓柱形,一般容量是 2200 到 3400 mAh

特斯拉選擇松下是經(jīng)過相當(dāng)長時間考慮的花椭,作為鋰電池產(chǎn)商的佼佼者忽匈,松下一直走的是高端路線,而其收購了三洋之后矿辽,更奠定了其行業(yè)霸主的地位丹允」幔可以說,選擇松下雕蔽,本就是強強聯(lián)合的典范折柠。同時,松下提供的18650電芯正極材料選用的NCA批狐,也就是鎳鈷鋁酸鋰三元材料扇售,這種材料比傳統(tǒng)的鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰等正極材料能量密度更高嚣艇、循環(huán)壽命更長承冰、安全性也有顯著提升。另一方面髓废,全球NCA出貨量最大的住友金屬的唯一合作商就是松下,這意味著無論從性能還是產(chǎn)能上來說该抒,松下都是最好的選擇慌洪。最重要的是,2013新合同簽訂之前凑保,松下提供的價格的2美元一個冈爹,這個價格絕對是行業(yè)最低價!(松下很可能是賠本的)欧引。對于一輛車動輒七八千粒電池的特斯拉來說频伤,電池的成本直接決定了其產(chǎn)品的定價。即便是新合同單價上漲至3.5美元芝此,但年均5億的穩(wěn)定產(chǎn)量也是其余產(chǎn)商難以保證的憋肖。


松下.jpg

有了松下的幫助,馬斯卡可謂是志得意滿婚苹,Model S成為特斯拉最暢銷的車型岸更,2015全年銷量25000輛,2016更是接近30000輛膊升,而同年特斯拉汽車的總銷量達(dá)到了76230輛怎炊,以電動車市場來說,這個數(shù)字相當(dāng)驚艷廓译。

馬斯卡沒有安于現(xiàn)狀评肆,而是乘勝追擊,早在2014年3月非区,他就宣布建立超級電池工廠Gigafactory瓜挽,該工廠投資50億美元,選址在美國內(nèi)華達(dá)州征绸,工廠面積超過了53.9萬平方米秸抚,號稱是目前世界上占地面積最大的單體建筑速和。


特斯拉超級工廠.jpg

而今年1月4號,超級工廠便已經(jīng)正式開工剥汤,開始大量生產(chǎn)鋰電池颠放。更值得注意的是,這次特斯拉生產(chǎn)的不再是18650電池吭敢,而是和松下聯(lián)合研制的2170電池碰凶。有趣的是,特斯拉沒有按照傳統(tǒng)的電池命名為“21700”(即直徑+高度+外形)鹿驼,所以在1月10號三星SDI發(fā)布同等規(guī)格的新型鋰電池欲低,命名“21700”,新能源電池爭奪戰(zhàn)在無形之中慢慢展開畜晰。

新的超級工廠砾莱,新的大容量電池,新的Tesla Model 3凄鼻,這一切的一切腊瑟,都顯示著電動車市場又開始新的征途。特斯拉的未來是怎樣的块蚌?電動車會成為人類社會的主流嗎闰非?我們拭目以待。

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