安全性待提升 电池尺寸未必越大越好

　　特斯拉CEO马斯克曾这样评价为特斯拉崛起立下汗马功劳的18650电池：“18650电池的出现完全是一场历史事故，它只是早期产品标准。现在只有21700电池，才能满足电动汽车对电池性能的要求。”咱先不管马斯克之于18650电池有无“过河拆桥”的嫌疑，但时至今日21700的表现确实比较亮眼。

　　首先是21700电池进入了动力蓄电池系统标准目录;紧接着，2017年8月16日，国家工信部发布第299批《道路机动车辆生产企业及产品公告》中。南京金龙客车北汽(常州)生产的两款纯电动厢式运输车率先搭载了由天津力神提供的21700三元电池，这也意味着21700电池在国内开启应用新时代。

　　然而21700电池发展方兴未艾，更大尺寸的26650开始进入大家视野。不久前江西华立源销售总监肖波在某论坛上提到，“21700只是一个起点，更大规格的26650圆柱电池才是中国市场未来的主流。”据肖波介绍，26650型号电池无论是在成本、能量密度还是在轻量化方面，较21700电池更有优势。

　　种种迹象表明，在高能量密度驱使下，更大尺寸动力电池开始受到大家重视。国内某动力电池企业研究院负责人表示，“新能源商用车的电池系统能量密度如果要做到130Wh/kg以上，必须走大型电池路线，小容量电芯在商用车市场发展会越来越难。需要对壳体、箱体厚度、电芯尺寸等进行相应调整。

　　大尺寸动力电池崭露头角

　　今年1月，特斯拉宣布其新车型Model 3将摒弃此前沿用的18650电池，而采用更大尺寸的21700电池。消息传出后，包括远东福斯特、猛狮新能源、深圳比克、亿纬锂能、力神电池等企业都宣称将布局21700电池，同时还有大批圆柱电池企业表示高度关注，正在进行技术储备，写进了未来发展规划。

　　特斯拉称，更大尺寸的21700电池，能量密度可以做到300Wh/kg，比其原来使用的松下18650电池系统的250Wh/kg大约提高了20%。这也意味着，采用21700电池后，同等条件下所需电池的数量可减少约1/5，这将带来整个Pack内部金属连接件数量的减少，减少大约10%的重量，从而实现轻量化目标。

　　成本方面，根据特斯拉披露的消息显示，21700电池可在PACK环节通过PACK零部件的减少将进一步降低电池的整体成本。如果按照此前的数据，特斯拉PACK成本约占总系统成本约24%，预计21700的动力锂电池系统售价为170美元/KWh，相比18650的售价185美元/KWh，价格下降幅度可达8.1%。

　　如果真如特斯拉所说，相比18650电池，21700电池在成本、能量密度、轻量化方面有了不少进步，很有可能成为下一个圆柱电池的趋势，那么布局21700电池就成为国内动力电池企业不得不考虑的问题。只不过，既然21700电池可取代18650电池，那么更大尺寸的26650电池能否替代21700电池吗?

　　肖波指出，26650电池在同等材料体系下成本更低，同比18650电芯数量少了52%，比21700少24%电芯数量。生产制造成本降低，电池管理系统的复杂度也下降，减少了金属结构件的数量，因此降低了电池系统的成本和售价。同时，26650工艺更稳定成熟，有多年的技术积累和超过两年的测试认证过程。

　　“特斯拉21700电池的痛点是国内市场规模小，制造成本较高，同时工艺难度高。”肖波表示，而相较于工艺成熟且广泛应用的18650电池，26650电芯成本优势也更明显。通过测算可知，当前单颗18650电芯成本1.0元/WH，26650成本0.8元/WH。若车企采购1Gwh电芯，电池采购的成本将直降2亿元。

　　电池容量方面，同等电池材料下26650电池容量比18650的电池容量要大很多。假设同时在三元材料体系下，26650电池的容量一般在5200mAh左右，而18650电池的容量多为2600mAh左右。相较之下，21700相对18650仅有20%的能量密度提升，而26650几乎在电池容量上实现了成倍的增长。

　　安全性和适配性受质疑

　　今年以来，21700电池在媒体的狂轰滥炸之下，大家早已是见怪不怪，然而26650电池却很少有人提及。而事实上，26650电池受到关注，可追溯到6年前。2011年钱江摩托宣称斥资不超过8000万元与美国K2公司合作开发磷酸铁锂电池，包括18650及26650圆柱形功率电池，2015年已有少量量产。

　　而在锂电池行业内，根据2015年10月工信部发布的《汽车动力蓄电池行业规范条件》企业及产品目录(第一批)，沃特玛生产的32650型磷酸铁锂电池和26650型三元电池就成功入选首批产品目录;近日有消息传出，深圳天辉将在重庆忠县建设日产10万支26650及18650动力锂电池生产线各一条。

　　但即便如此，26650电池在动力电池领域的应用依然鲜见。“18650锂电池虽然电池容量小，但由于其技术成熟、安全性较高，可应用在工业配套锂电池组、电动工具电池、新能源车动力电池组等方面较多。26650锂电池仅应用于太阳能路灯锂电池组、储能机站、储能电池等方面。”某电池企业负责人表示。

　　“事实上，影响26650电池在新能源车领域规模推广最主要的问题还是安全性没有得到很好解决。”华东锂电研究所研究员刘锴表示，电芯物理尺寸增加不止提升能量密度，同时会影响到循环寿命和倍率等性能。据测算，容量每提升10%，循环寿命大约降低20%，同时电芯会有20%左右温升，安全性大大降低。

　　刘锴还提到，从材料上来看国内三元电池的主打材料是镍钴锰(NCM)，在充放电的过程中难免会产生胀气的问题，安全性不理想且衰减加快，且尺寸越大问题越严重。“特斯拉选择21700电池是基于安全系数以及能量密度的综合考量。所以，并不是说电池的尺寸越大越好，如果过于激进只会得不偿失”。

　　在前不久召开的广东省动力电池标准化技术委员会年会上，中国汽车技术研究中心高级工程师樊彬表示，安全性已经成为衡量动力电池的重要指标。未来，国家在制定动力电池相关标准时会将安全性摆在更加重要的地位，并且将从振动、热失控检测等具体监控细则来加以管理。所以说，26650安全性还有待提升。

　　与此同时，不管是21700还是26650电池，都存在市场匹配方面的缺陷。“18650的适配性很强，除了在电动汽车外，还可在3C数码、无人机、电动工具等其它领域消化。但对于21700 电池和26650电池而言，尚没有形成有效的产业链来消化这些电池，这无疑会增加成本，同时也增加了产能过剩的风险。”

　　“此前，我们是有做26650型号的电池，但截至目前我们已经停止了26650型号电池的生产。在大尺寸电池方面，我们现在主打32700型号的电池。”沃特玛电池研究院院长许辉提到，放弃26650电池的原因首先是26650可能会达不到2020年能量密度路线要求;其次是26650电池还要设计专门的BMS系统。

　　业内人士提到，21700电池以及26650电池不可能适合国内所有的电池企业，电池尺寸要不要更改主要看下游应用终端有没有市场需求。照目前情况来看，国内18650还有很大的市场空间和应用范围，因此圆柱电池尺寸规模更改需要较长时间。而安全性以及适配性较低将会导致21700及26650电池短期内不会成为主流。

　　不过，在行业亟待降成本的当下，有全新且可靠的降本方式，自然会受到动力电池企业以及新能源车企的青睐。然而就像21700电池真如特斯拉宣布的那么美好，26650是否真如华立源提到的更具优势，需要经过市场较长时间的验证。不过华立源表示已能将26650温升做到10℃以内，在3C放电倍率下，将温升控制在安全范围内。