七月底，特斯拉公布旗下第四款車(chē)型Model3，新車(chē)根據(jù)續(xù)航里程有354公里和499公里兩款，以后可能會(huì)有高性能版本。其中售價(jià)最低3.5萬(wàn)美元，使Model3成為特斯拉至今為止價(jià)格最親民的車(chē)型。

值得注意的是，能讓特斯拉推出如此平民級(jí)電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵，在于其使用了加粗加長(zhǎng)的升級(jí)版電池——21700電池。

與18650電池相同，特斯拉21700電池也是圓柱形鋰離子電池中的一種。其中“21”指電池直徑為21mm，“70”指高度為70mm，“0”代表圓柱體型的電池。

特斯拉取得初步領(lǐng)先

特斯拉推出21700電池并非是想引領(lǐng)技術(shù)方向，實(shí)際是迫于成本壓力。

在Model3項(xiàng)目成立之初，馬斯克就給這款車(chē)定了3.5萬(wàn)美金的售價(jià)，但假如還是采用原來(lái)的18650電池，就會(huì)出現(xiàn)兩種結(jié)果，要么保證續(xù)航超出定價(jià)，要么保證定價(jià)降低續(xù)航能力，關(guān)于“挑剔”的馬斯克來(lái)說(shuō)都很難接受。所以問(wèn)題在于，有沒(méi)有一種電池在保證續(xù)航的同時(shí)降低成本，答案就是21700電池。

雖然18650電池為特斯拉崛起立下汗馬功勞，但馬斯克本人對(duì)它一直抱著懷疑態(tài)度，針對(duì)21700與18650電池，馬斯克在社交媒體表示：18650電池的出現(xiàn)完全是一場(chǎng)歷史事故，它是早期產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在只有21700電池才能滿足電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電池性能的要求。

為何是21700電池？行業(yè)分析人士認(rèn)為：21700型電池能量密度比我們熟知的18650型電池更高，而且成組之后成本反而會(huì)降低。選擇21700，不是它的絕對(duì)性能優(yōu)于其他型號(hào)，是物理性與經(jīng)濟(jì)性綜合均衡的結(jié)果。

今年初，特斯拉正式宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的新型21700電池開(kāi)始小批量生產(chǎn)，年底將在千兆廠大規(guī)模投產(chǎn)供應(yīng)Model3。

據(jù)悉，這套21700型電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右，比原來(lái)ModelS使用的18650電池能量密度提升20%以上，單體容量提升35%，系統(tǒng)成本卻降低10%左右。馬斯克表示：這套21700電池是目前可量產(chǎn)電池中能量密度最高且成本最低的電池。

優(yōu)勢(shì)明顯，但缺點(diǎn)值得警惕

21700電池有三大優(yōu)點(diǎn)。單體與成組能量密度都大為提高，以特斯拉生產(chǎn)的21700電池為例，從18650型號(hào)切換至21700型號(hào)后，電池單體電池容量可以達(dá)到3~4.8Ah，大幅提升35%，成組后能量密度依然提升20%。

由于單體能量密度更高，所以同等能量下所需電池單體的數(shù)量可減少約1/3，在降低系統(tǒng)管理難度的同時(shí)也將減少電池包采用的金屬結(jié)構(gòu)件及電氣配件的數(shù)量。特斯拉18650電池系統(tǒng)成本約為171美元/Wh，改用21700后，預(yù)計(jì)系統(tǒng)成本約能實(shí)現(xiàn)9%左右的降幅，達(dá)到155美元/Wh。

由于降低了單體使用數(shù)量，再加上其它配件使用量降低，在保證同等容量前提下，動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)重量得到本質(zhì)優(yōu)化。三星SDI改用一套新型21700電池之后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)相比目前的電池減少10%重量。

既然能將電芯尺寸做大，進(jìn)而提高電芯容量，那為何不采用尺寸與容量更大的電芯？

一般來(lái)說(shuō)，圓柱電芯的物理尺寸新增不止提升能量密度，同時(shí)會(huì)降低電芯循環(huán)壽命和倍率等性能。據(jù)測(cè)算，容量每提升10%，循環(huán)壽命大約會(huì)降低20%；充放電倍率降低30~40%；同時(shí)電芯會(huì)有20%左右的溫升。

假如持續(xù)增大尺寸，電芯安全性和適配性都會(huì)降低，無(wú)形之中新增新能源汽車(chē)安全隱患和設(shè)計(jì)難度，這就是為何更大尺寸圓柱電池26500、32650等未能規(guī)模化占據(jù)主流市場(chǎng)的原因。

理論上，相比18650電池，21700電池壽命更短、同等容量充電時(shí)間更長(zhǎng)與安全性更低。關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，安全永遠(yuǎn)是第一位的，為了防止大電池溫升過(guò)高出現(xiàn)火災(zāi)，電池散熱系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)更加合理。

能否取代18650？

從國(guó)家對(duì)動(dòng)力鋰離子電池能量密度的指引目標(biāo)來(lái)看，2020年動(dòng)力鋰電池單體能量密度要突破300Wh/kg，動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到260Wh/kg。目前做的最好的18650電池達(dá)不到這個(gè)技術(shù)要求，大部分國(guó)產(chǎn)電池的密度都在100~150Wh/kg之間。

在時(shí)間有限條件下，產(chǎn)品型號(hào)改進(jìn)遠(yuǎn)比材料進(jìn)步更加快速，所以通過(guò)新增體積來(lái)提高能量密度的21700電池勢(shì)必會(huì)成為公司重點(diǎn)考慮的對(duì)象。

鑒于21700電池的諸多優(yōu)勢(shì)，加上特斯拉的巨大行業(yè)影響力，該款電池很可能成為下一個(gè)圓柱電池發(fā)展趨勢(shì)。然而，雖是未來(lái)趨勢(shì)，但國(guó)內(nèi)公司是否會(huì)像以前追隨18650電池那樣布局21700電池，還很難定論。

由于18650電池有很長(zhǎng)的歷史發(fā)展積淀，適配性很強(qiáng)，形成了很大市場(chǎng)空間和應(yīng)用范圍，除了應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域外，還可以在筆記本電腦、3C數(shù)碼、無(wú)人機(jī)、電動(dòng)工具等其它領(lǐng)域看到。

關(guān)于21700新電池而言，則還沒(méi)有形成有效的產(chǎn)業(yè)鏈，這無(wú)疑會(huì)大幅新增成本阻礙推廣進(jìn)度。對(duì)此，特斯拉的解決辦法是在千兆廠大規(guī)模投產(chǎn)，手握50萬(wàn)輛左右Model3訂單，加上需求量極大的太陽(yáng)城（SolarCity），特斯拉足以消化掉這些產(chǎn)量。但這種方式僅限于特斯拉，對(duì)其它絕大部分廠家來(lái)說(shuō)很難。

并且，國(guó)內(nèi)的動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)也是近幾年才慢慢展開(kāi)，絕大部分產(chǎn)線都是為生產(chǎn)18650電池而設(shè)定，甚至某些公司未來(lái)幾年的產(chǎn)量都是為18650而準(zhǔn)備，可見(jiàn)業(yè)內(nèi)對(duì)18650電池還是長(zhǎng)期看好。

假如說(shuō)這些市場(chǎng)需求不明顯和電池公司制造工藝不足是21700電池難以推廣的次要因素，那么國(guó)家在電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)方面的相關(guān)政策就是判定21700電池命運(yùn)的關(guān)鍵。

在工信部制定的《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》征求意見(jiàn)稿中，目前推薦的圓柱電池型號(hào)只有18650和32650兩種，假如這個(gè)政策一旦施行，意味著21700電池通往新能源汽車(chē)市場(chǎng)的大門(mén)已被關(guān)閉。

國(guó)內(nèi)某動(dòng)力鋰電池廠商負(fù)責(zé)人認(rèn)為，21700圓柱電池在未來(lái)會(huì)形成趨勢(shì)，但假如國(guó)家制定的電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確支持，這類型號(hào)電池的發(fā)展前景將沒(méi)有看上去那么美好。

不論如何，新能源汽車(chē)市場(chǎng)在快速推進(jìn)，終端消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)續(xù)航有著迫切需求，它決定了廠家會(huì)優(yōu)先選擇密度高，綜合性能更好的電池，而政策也是為市場(chǎng)變化而調(diào)整。

如今，特斯拉已經(jīng)扛起大旗率先沖進(jìn)21700電池的戰(zhàn)場(chǎng)，國(guó)內(nèi)的電池廠商們有的選擇跟隨，有的還在觀望。這可能是一場(chǎng)賭博，也可能是一場(chǎng)盛宴。