18650和21700有什么不一样?哪个更好用呢?
18650电池:
18650电池基本上指的都是锂电池,锂电池按照材料又可以分为三元锂,磷酸铁锂,钛酸锂,常见的18650就是三元锂电池的,容量基本都在2000-3000这个容量段,目前最高18650能做到3500mAh。18指的是电池的直径,65指的是高度,0指的是圆柱体。单位都是mm。
最开始的特斯拉动力也选择的是18650电芯,当时有7000多只18650,电芯数量多了对电池的管理系统是一个非常严格的挑战,所以很面选择了用5000mah的21700电芯,容量增大了,电芯的数量就少了,这对BMS的要求就没那么有挑战性,再后来就选择和宁德时代合作大单体,现在也不知道是什么一个情况了。
21700电池
21700电芯目前基本上都是三元的,我还没有遇到过铁锂或者钛酸锂的21700,目前最高21700能做到5000mAh。21指的是电池的直径,70指的是高度,0指的是圆柱体。单位都是mm。
21700最著名的厂家之一那还是松下,也是给特斯拉提供电力的,国产的也有天津力神,长虹这些厂家生产2170,不说高速类的车,低速的两轮车,选择用18650和21700的比大单体多,主要是体积小,组合各式形状比较灵活,而且两轮车对容量要求小,选择小圆柱体的18650或21700对BMS的管理系统要求没那么苛刻。
电芯成组一致性好:
在特斯拉新能源汽车之前,18650电池就已经在很多电池产品上应用了,是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池之一。
相比之下,其他电池例如层叠式锂离子电池远不够成熟,许多产品连尺寸、大小等都不能统一,电池厂商所具备的生产工艺也不能满足条件。总的来说,电池的一致性达不到18650电池的水准。假如电池的一致性达不到要求,大量电池串、并联形成的电池组的管理也将不能让每个电池的性能更好地发挥,而18650电芯可以很好地解决这一问题。
随着原材料的涨价,现在18650和21700的价格也是突飞猛涨,现在国产的电芯2600MAh的A品价格也涨到了9块钱左右一只,我记得两年前的价格才5-6元/只,这个价格涨的还不算猛,拆机的松下2170电芯4800mah的,之前拿的价格7.2/只现在涨到十多块了,拆机的涨的比全新的还猛,这说明了什么?
磷酸铁锂安全性高,为何新能源车企更喜欢用三元锂?
电动车永远离不开的三大话题:
续航、充电 和电池 。随着时间的迁移,大多数主流电动车更新迭代,其续航能力 和充电速度 都有一定的提升,唯独是电池安全问题 一直是电动车的痛点。
近年来不时有电动车充电时自燃的新闻被曝光,让不少人“闻充电色变 ”,停车也得躲着电动车和充电桩,生怕会惹火烧身。选购电动车的朋友也会有担忧:电动车的电池寿命如何,充电安全性如何 等等...
电动汽车作为新能源汽车的主要发展方向,最大的安全隐患非动力电池 莫属。尽管我国已经有相当多关于电池系统安全和电池性能的法规,然而受动力电池先天的化学特性影响,在某些特殊工况下的不稳定因素会导致自燃,且电动车的电池热失控速率难以估计,扑灭的难度要比传统汽油车更高。
当然,现阶段电池安全问题一直是电池厂家和汽车厂家首要考虑的大事。以市面上两大电动车电池方案磷酸铁锂电池 和三元锂电池 为例,我们今天就来分析下两者的安全性和优缺点差异。
磷酸铁锂电池更稳定
磷酸铁锂电池和三元锂电池在安全性上最大的区别在于耐高温性 ,简单来说就是谁受得了高温,谁的稳定性就越高,这点也是由它们各自的化学特性决定的。
以磷酸铁锂电池为例,磷酸铁锂晶体中的P-O键需要达到700-800摄氏度 才会发生分解,即便发生猛烈撞击、针刺和短路的情况,也不会释出氧分子,也就不会产生剧烈的燃烧。
与此相比较的三元锂电池,其内部达到250-300摄氏度 就会发生分解,遇到电池中可燃的电解液和碳材料 ,产生的热量进一步加剧分解,从而发生爆燃的情况,这种不稳定性也让三元锂电池在热管理上需要达到较高的要求。
得益于磷酸铁锂电池的耐高温性 和化学稳定性 ,前期大部分纯电动车几乎都采用了磷酸铁锂电池,高工产研锂电研究所(GGII)调研数据显示,2015年和2014年,磷酸铁锂电池在新能源乘用车市场上一直占据主导地位。
不过自2016年以后,三元锂电池的份额开始反超磷酸铁锂电池,并一直主导着动力电池的市场,这又是怎么一回事呢?
三元锂电池能量密度更高
之所以三元锂电池后来主导了新能源汽车的市场,最大的原因便是它的能量密度比磷酸铁锂电池更高 ,而国家的出台的新能源政策表明,补贴与电池的能量密度是挂钩的,换言之电池能量密度越高,厂家能拿到的补贴就越多 。
看到这里,很多人也许会质疑这些新能源车厂家,为了谋取暴利,宁可放弃安全性更高的磷酸铁锂电池,也要冒险选择三元锂电池。
其实,磷酸铁锂电池并非最好的选择,以比克电池提供的资料来看,18650电池的三元锂电池,能量密度已经达到了232Wh/kg;而磷酸铁锂电池一直徘徊在170-190Wh/kg左右,加上前者能量密度大,体积更小,质量更轻 ,带来空间性 和续航能力 的提升,是后者无法比拟的。
当然,此处还要提及到动力电池的耐低温性。众所周知,电动车在冬天气温低的环境下,其续航表现是比较蛋疼的,基本上只能发挥电池的一部分性能 。而磷酸铁锂电池和三元锂电池在低温下的表现各有差异,数据显示,磷酸铁锂电池在零下20摄氏度时电池容量仅为常温下的54% ,三元锂电池表现尚可,能达到常温下的70% 。在耐低温性方面,三元锂电池确实更有优势,相当于抵消了自身耐高温性不足的缺点。
磷酸铁锂电池前景可期
从目前两种装配动力电池的品牌阵型来看,磷酸铁锂电池的装配份额基本都体现在比亚迪 的车型上,这点也为比亚迪DM和EV车型的安全性做了背书。其他还在用磷酸铁锂电池的品牌还有腾势、北汽 等。
以三元锂电池为代表的有特斯拉 ,还有蔚来、小鹏 等国内造车新势力。可见采用这类电池的品牌,它们旗下的车型都有着高性能、高续航 等特点,完全满足当下消费者对新能源车的需求,也凭借着这两点优势,三元锂电池迅速崛起,几乎以压倒性优势击败了磷酸铁锂电池。
不过事情总会有反转的时候,时间来到2020年,我们看到了磷酸铁锂电池再度崛起的苗头。
比亚迪汉
目前掌握着磷酸铁锂电池核心技术的比亚迪,将在今年推出最新的“刀片电池” 技术,这项技术不仅极大提升电池安全性,寿命超过120万公里,还把电池组体积缩小50%,这项技术无疑极大推进了磷酸铁锂电池的发展,官方表示该技术将会应用在即将上市的汉EV 和唐EV 的电池组上。
特斯拉Model 3
另外,在工信部发布的新能源汽车推广应用推荐车型目录中,国产特斯拉Model 3标准续航版显示配备的是一款“无钴电池 ”,也就是不含钴的磷酸铁锂电池。除了造车成本减少,电池能量密度降低,我们还发现这款国产Model 3的续航增加了23公里。由此可见,磷酸铁锂电池的实力在一定程度上已经不输三元锂电池。
随着未来新能源补贴的完全退出,更多的车企回归到安全性更高、成本更低的磷酸铁锂电池也不是不可能,毕竟目前大部分消费者的里程需求还是在200-400km之间,性能方面的参数显得并不重要。如果未来技术风口有变,我们也希望更多的厂家能回归到更加靠谱的电池技术路线。
写在最后:
对于新能源车企而言,自身产品有着再多的优点和口碑,也抵挡不住一次自燃事故带来的冲击。正如俗话说“一次不忠,百次不用”,消费者最终看重的还是一辆车开起来是否可靠安全。目前新能源车的安全问题千疮百孔,最终能否得以改进,皆在厂家的取舍问题上,我们也就静观其变吧。
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