电池领域的三大马车，特斯拉如何才能脱颖而出

回想去年三月，特斯拉传出了将要采用无钴电池的消息，当时市面上主流的猜测，就是特斯拉即将使用磷酸铁锂电池用以做特斯拉Model 3(图片|配置|询价)的动力电池包，事实证明，当初的这一猜测完全符合特斯拉后来的发展，现如今，特斯拉采用了两种不同种类的电池，而在2020年的电池日中，特斯拉还公布了一种名为4680的新型电池，那么这三种电池究竟有什么区别？在这其中又有什么有趣的知识点呢？

磷酸铁锂电池：

很多人都知道磷酸铁锂电池耐高温不耐低温，这是磷酸铁锂电池的基本性质，组成磷酸铁锂电池正极的材料为磷酸亚铁锂，而这也是磷酸铁锂电池名称的由来,由于组成电池正极的成分结构较为单一，因此导致正极的电压平台较低，所以磷酸铁锂电池的能量密度也就因此相对更低一些，但由于没有用上钴这一种成本较高的元素，价格也更加的便宜一些。

前面提到了磷酸铁锂电池耐高温不耐低温，那他究竟多么不耐低温呢？正如前面所讲，由于组成磷酸铁锂电池正极的只有磷酸亚铁锂这一种成分，所以在电子的行进速度、锂离子活性方面，就不如由三种元素共同组成正极的三元锂电池，而在冬天零下20℃以下的环境中，锂离子的活性将会变得更差，严重的甚至会导致根本充不进去电，离子活性完全消失的情况。

但是，如果将电池视为电动车的一个整体来看，为了保证车辆随时都可以正常使用，因此电池要一直处在可以工作的温度范围之内，此时车辆的BMS系统就在发挥着作用，车辆的热管理系统要使用动力电池本身的电量去给电池保温，而磷酸铁锂电池的工作温度相对要高一些，所以用于加热的电量也会更多，所以从表面上看，好像耗电量大了一些。

所以所谓的磷酸铁锂电池冬季衰减问题，实际上是一个伪命题，了解一款车电池在实际车上的续航表现，不能单单从电池的角度出发，要考虑到车辆的BMS热管理系统、电控系统等等，所以关于特斯拉Model 3与Model Y的标准续航版冬季续航的问题，如果车辆长期不使用，而且停放在室外，冬季掉电问题可以会比较明显，而如果停放在室内，使用频率较高，那问题就不会那么明显了。

提到磷酸铁锂电池，比亚迪是一个绕不过去的讨论焦点，那么同样为磷酸铁锂电池，比亚迪的“刀片电池技术”相比特斯拉所使用的宁德时代磷酸铁锂电池有什么优势呢？

首先刀片电池并不是一种新的产品种类，而是在磷酸铁锂电池的这个大框架下，对生产工艺及电池包装方法进行改进，电池能量密度是评价一款电池是否属于优秀产品的关键因素之一，特斯拉与比亚迪在同样使用磷酸铁锂电池的车型上，比亚迪电池的能量密度为140Wh/kg，而特斯拉则为126Wh/kg，也就是说每100kg的电池，比亚迪要比特斯拉多1.3KWh的电量，因此单独对特斯拉与比亚迪所搭载的磷酸铁锂电池进行评价，无疑比亚迪是更具有优势的。

三元锂电池：

说完了目前数量最大的磷酸铁锂电池，接下来说一说另一种类型的电池：三元锂电池，目前只有Model 3高性能版，Model Y长续航版、Model Y高性能版三种车型采用了LG的21700三元锂电池，去年特斯拉对旗下使用三元锂电池的车型进行了改款，改款后的以上三种车型电池能量密度达到了168Wh/kg，相比之前版本有了7Wh/kg的升级，特斯拉并没有公布此次升级的具体事宜，因此此次升级是对电池生产工艺的升级，本质上并没有太多变动。

接下来聊聊三元锂电池的特点，三元锂电池顾名思义，共有三种元素组成了其名中的“三元”三种元素分别是镍、钴、锰，其中钴元素的价格相对更高，因此三元锂电池的价格也会更高，因为这三种元素组成的电压平台比磷酸铁锂一种元素组成的电压平台更高，因此对电量的储存能力也就更强。

三元锂电池最大的特点是耐低温不耐高温，相比磷酸铁锂电池500—600摄氏度才开始分解的化学成分，300摄氏度就会分解的三元锂电池显然不是对手，但得益于更宽的离子行动范围，三元锂电池在冬季的锂离子活跃度、离子活性都要好一些，所以其低温效率、低温状态下充放电能力，相比磷酸铁锂电池会有比较好的表现。

与绝大多数厂商不同，特斯拉的三元锂电池采用了圆柱形的电芯，这区别于市面上主流的方块电芯，无论是特斯拉之前采用的18650型电池还是如今的21700型电池，这两种电池都采用了圆柱体的形式，单体主要由正极、负极、隔膜、正极负极集电极、安全阀、过流保护装置、绝缘件和壳体共同组成，由于其形态特点，便于自动化标准化生产，日本松下电器生产的圆柱体电芯良品率可以达到98%，而国内厂商在这方面也可达到90%以上的良品率。

圆柱体21700电池的优点在于：1、单体一致性好，生产起来较为简单方便；2、单体自身力学性能好，封闭的圆柱体在近似尺寸下可以获得更高的弯曲强度；3、技术成熟、成本较低，同时代表了锂电池发展之顶尖水平；4、单体尺寸较小，在事故发生时便于控制。

但缺点与优点并存，其自身的优点也导致了缺点的产生，在电动汽车这个大的用电环境下，由于单体体积小，所以需要更大数量的电池数目，电池数目的增加更考验车辆的电池管理系统，而这也是其他车企不采用圆柱体电芯电池的原因。

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与很多人想象的不同，特斯拉所使用的电池，能量密度并不是他们津津乐道的地方，以特斯拉目前使用的21700电池为例，经过去年年底的技术升级，特斯拉21700电池的能量密度来到了168Wh/kg，虽然理论上21700型电池的能量密度可以达到很高，但为了安全起见，特斯拉所使用的电池能量密度并不算高，相比较而言，北汽蓝谷麦格纳的极狐汽车，其采用的SK电池的能量密度也已经来到了188.8Wh/kg，如何在获得更高的电量同时降低成本，这是特斯拉一种在追求的目标，也是后来4680电池出现的原因

4680锂电池

对于无数的特斯拉粉丝来说，4680电池一直是他们津津乐道的一个高新技术，网络上无数人对特斯拉的观望，也是因为这块电池，几乎每次有关特斯拉的产业调整新闻，或多或少都会提及到这款电池，那么这块电池究竟有什么魅力，能使得无数的消费者翘首以盼，希望着尽快量产并投入使用呢？

首先从本质上说，正如比亚迪刀片电池之于磷酸铁锂电池，特斯拉的4680型电池本身也并没有离开三元锂电池的这一基础，准确的讲，4680电池最关键的技术革新，是对于电池极耳的升级，极耳，是软包锂离子电池产品的一种组件，电池分为正极和负极，而极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，而特斯拉技术的中心，就是所谓的无极耳或全极耳技术。

当电池采用了无极耳或全极耳技术时，首先会有效地改善电池部分位置的发热问题，电池因高电流的存在导致发热，热量会集中在电池的某一个小的区域，这样一来对电池的热管理要求就格外复杂了，如果采用了无极耳技术或全极耳技术，那么发热问题会发生在整个电池电芯中，相对而言便容易管理，同时由于改善了电池的局部发热问题，同时便允许了更大电流的进入，有效提升了充电速度，按照马斯克在电池日上的发言，特斯拉的4680型电池在能量密度提升了5倍，续航里程提升了16%，输出功率提升了6倍，并且成本还降低了14%。

那么对于国内厂家而言，4680型电池真的就是“不可战胜”的吗？国内电池厂家领头羊，为特斯拉提供磷酸铁锂电池的宁德时代，也在近期推出了自己的先进电池技术：“麒麟电池”，而诸如亿纬锂能、比克电池、蜂巢能源、比亚迪等国内电池厂家，也均在部署属于自己的电池发展赛道，同时4680电池也并不是特斯拉一家独大，国内的多个厂家均有自研生产4680型电池的计划，但从产品投入使用的时间上看，特斯拉依然是最有希望首批将4680电池投放在量产车上的车企。

对于特斯拉的电池发展，其实有一个绕不开的词：成本，特斯拉所采用的所有电池技术，均以成本为最高优先级，与很多企业不同，特斯拉将成本问题摆在了电池设计层面，因此在产品的研发投入方面，特斯拉并不介意高成本的研发，但其研发出来的，必定是一个低成本的产物，对于企业的发展而言，这样的行为有利于长期的发展；对于动力电池这一项新能源汽车最为重要的组成部分之一，特斯拉的发展思路无疑是所有新能源车企中最为清晰的一个，而这也最终决定了特斯拉可以成为最为优秀的电动车生产厂家。