电芯技术不停换，你买到的特斯拉并不完美！

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之前，马斯克在特斯拉电池日活动上宣布Model Y将率先使用最新的4680电芯，以替代刚服役不到一年时间的21700电芯。并且，之后特斯拉旗下的大多数车型都有可能会用上这一规格的电芯。

那么，马斯克为什么要急着给特斯拉产品换电芯规格，又是为什么让21700电芯在这么短的时间内“失宠”，成为马斯克眼中的弃子？这一切还要从电池热管理与成本两方面开始说起。

自燃，自燃，还是自燃

特斯拉的新闻中从来不缺乏自燃的话题，无论是国内还是国外，无论马路上还是地下车库，特斯拉似乎都是一个不稳定因素。这其中以12年-14年生产的特斯拉Model S最为“出名”。

事实上特斯拉最近就因为自燃而身陷控诉，有资料显示，早在2012年量产Model S的时候，特斯拉就已经知道电池冷却有问题，甚至可能导致起火，而8年后的今天，这个问题仍然没有解决！这个证据来自特斯拉内部邮件，该邮件被曝光后在北美造成极大轰动，在邮件曝光不久，特斯拉股价急剧下跌，而这次事件2个月后，马斯克宣布特斯拉将使用4680电芯。

据该邮件显示，特斯拉曾先后委托三家公司测试调查电池冷却配置，结果均显示Model S冷却系统的末端连接配件有问题。特斯拉的电池冷却系统是通过电池加装外部冷却液管实现的，但管道末端接头使用了强度较低的铝材，很容易磨损破裂，造成冷却液泄漏，导致汽车电池短路失火，或在电池内部留下易燃残留物。

舆论指出特斯拉故意隐瞒电池组安全性问题，让尚不成熟的Model S强行上市，最终导致了世界多地的自燃事件。

针对这一结果特斯拉官方尚未表态，但是众多Model S的用户已经开始了申诉，他们认为自己所购买的产品存在客观缺陷，虽然不会100%出现问题，但谁又能保证厄运不会出现在自己身上？Model S所搭载的18650电芯由于单体较多，导致温控性能较差，发生串联燃烧的可能性也比较大，这是让众多车主担心的主要原因。

以18650电芯组成的电池组由于单体体积较小，为了保证电池包的紧凑性，单体电池之间的间隙也就比较小，这就导致导热材料很难布置，也提高了BWS“电池组管理系统”的成本，毕竟需要平衡这么多电芯的电压是一件比较麻烦的事。

而在21700电芯被特斯拉采用后，这一缺点得到了有效的改善，相同容量下不仅电芯数量少了，彼此之间的空隙也更大了，导热材料能够更好地布置在电芯之间，平衡整个电池组热量。不过21700电芯也存在一些缺陷：21700并没有缩小电池包体积，也不能实现平板冷却方案，原因是21700单体还是有些短，因此在特斯拉的电池组中依然采用两层堆叠的方式进行布置，从热管理来说还是有缺陷。另外，由于单体容量限制，21700的充电功率也不能取得进一步突破，这是制约电动车能量补给速率的因素之一。

因此，综合各方面的成本与性能考量，特斯拉采用了更高的4680电芯，得以实现单层布局，让单层平板散热成为可能。

电池组平板散热的原理是将锂电池铜制阳极材料直接固定在底板上，由于铜是很好的导热材料，因此每个电芯的热量都能被导流至底板，而底板则起到平衡电芯温度、冷却的作用。单层平板式布局能大幅减少电池组导热材料的使用，在成本上极具诱惑力。

4680电池组体积、结构都比之前更加紧凑

整车性能提升

冷却方式变化以后特斯拉可以将电池包装得更紧密，电池包的尺寸得以显著缩小。这是一个优点，因为质量会更多地集中在车辆的中心，它减少了极性惯性矩，并改善了车辆的操控性。虽然电动车因为电池布置在地板上，让整车的重心非常低，但这不代表有益于操控性，一辆车最理想的重心分布一定是让重量都集中在车辆中间，而过大的电池包则让重量分散在整个车底，其实不利于车辆底盘的动态转化。此次特斯拉将电池包缩小，则能够有效改善电动车这一缺点。

另外，由于单体电池变大，正负极能够承受更大的电压差，电池的充电功率也比之前要高出不少，好处就是充电时间更短，充电时温度上升更低。

新的4680无极耳电池在10% SOC时初始内阻为3毫欧姆，并80% SOC时逐渐降低到2毫欧姆。2170电池的电阻为23/20/20毫欧姆。我们可以看到，电池的电阻降低为10%左右。相比之下，特斯拉在专利应用中标注的技术，可以达到减少5-20倍的效果。

21700与4680电芯充电功率与时间的对比图

车叔点评

通过技术分析可以看出，特斯拉频繁变化电芯规格，是它不得不做出的改变，以改善产品中出现的缺陷。相比之下，你现在买到的特斯拉产品，就显得不再完美。

另外，特斯拉电池的创新主要是来自外围非核心结构的创新，比如通过增加电池单体尺寸，相对减少外壳的占比。而能量密度的真正提升，必须而且只能通过材料创新来获得。生产工艺的创新可以降低成本，但是对能量密度几乎影响不大。电池正负极材料的创新会带来锂电池电化学体系的性能的飞跃，但是这需要经过长时间的科研积累。