21700挑战18650锂电池

据了解,特斯拉Model3全面启用21700三元锂电池,开启了一个圆柱电池提升容量的新阶段。特斯拉Model3的21700型电池系统,能量密度在300Wh/kg左右,比原来ModelS使用的18650电池能量密度提升20%以上,单体容量提升35%,系统成本降低9%左右。21700的出现,这将挑战18650的发展,其诸多挑战:

锂电池图片

1.新材料如NCA(镍钴铝)、硅碳等新材料供应链尚不成熟,成本高,供应难以稳定,比如更高能量密度的材料811,本身稳定性和制程控制距离量产有段差距,结果就是短期内811的18650贵很多,性能却差不少;

2.单体电池容量低,PACK成组技术要求和成本偏高;

3.单体电芯最多适应正单、负双极耳结构,而且对能量密度影响较为显着;

4.高能量密度与高倍率充电同时要求时,设计空间很小,18650用523加石墨体系,按新国标,1C做到2.4AH已到了设计的极限。

更大直径圆柱锂电池将成为必然趋势,更大尺寸电芯与18650在极耳设计和卷绕曲率两个角度进行对比,大尺寸电芯显示出明显优势。

总结下来,尺寸从18650提高到21700,获得好处如下:

1)适当提高能量密度情况下,可以选择常规材料,性能稳定、性价比高;

2)可以适当进行多极耳机构设计,降低内阻;

3)同样能量密度下,可以选择快充特性石墨,改善快充性能;

4)适当增加直径和高度可以获得更多的有效体积;

5)单体电芯容量增大,辅助构件比例降低,降低Pack成本。

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