揭秘：特斯拉动力电池如何增加电量

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时间：2016-10-28 10:02:26

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揭秘：特斯拉动力电池如何增加电量　　近期，特斯拉的100kWh车型，已经通过了欧盟认证机构RDW的评估。这意味，Model S/X100D车型即将问世！其续航里程理论值将达到61

　　近期，特斯拉的100kWh车型，已经通过了欧盟认证机构RDW的评估。这意味，Model S/X100D车型即将问世！其续航里程理论值将达到613km(基于NEDC标准)。

　　按照欧盟规定，在欧盟成员国上市销售的车型，都必须经过其授权机构的认证方可。RDW是特斯拉委托的一家荷兰的公司，经其认证后即可获得在欧盟销售的许可。本文，我们来探究下，这个100kWh是如何做到的？

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　　Elon Musk曾经说过，特斯拉的续航(电量)要以每年5%的速度增加。从当前电池组的迭代情况来看，这个目标基本实现。除作为入门级配置的60kWh外，70kWh、85kWh均已分别升级为75kWh和90kWh。

　　不久之后，100kWh和120kWh的电池组也将进入选配清单。目前，60kWh仍然作为一个乞丐版配置存在，以促进特斯拉的销量。真正有故事的，是70kWh和85kWh，是如何各增加5kWh电量的。

　　有一点可以肯定，那就是电池组电量增加过程中，其电池组的结构是没有改变的。内部电池包(Battery Module)的数量也并未发生改变。我们先来简单了解下特斯拉电池组的内部构造。

　　60kWh内部有14个电池包，每个电池包内含384个电芯，共计有5376个电芯组成；85kWh由16各电池包组成，每个电池包内含444个电芯，共计7102个电芯组成。

　　后来加入的70kWh，实际上是一个75kWh电池组，经过软件限制而来的。多余的5kWh，最初被当做一个价值3000美元的选装包提供给车主。只要通过OTA软件更新，70D就可以变为75D。

　　那么问题来了，75kWh电池组是怎么来的？关于这个问题，特斯拉官方并没有做出技术解释。根据作者的判断，75kWh其实是85kWh电池组，减少2个电池包而来的。在85kWh电池中，每个电池包的容量是5.3kWh，14个这样的电池包就是74.2kWh。

　　这就是70kWh、75kWh，以及85kWh之间的关系。至于60kWh，这只是一个为了降低准入门槛而设置的配置而已。那么，90kWh又是怎么来的呢？

　　从85kWh到90kWh，多了5kWh。是多加了一个电池包吗？在85kWh的电池组结构中，已经无法再叠加电池包。唯一的可能性就是更换了新的电芯。当然，其采用的依然是18650型号的电芯，只不过化学材料有所调整，增加了能量密度。

　　在这道工序中，特斯拉将电芯的石墨阳极中，添加了少量的硅，从而提升了电芯的能量密度。

　　在阳极中加入硅，已是电池领域公认的可以提升能量密度的办法。为避免不断叠加电池包，而造成的电池组质量过大，特斯拉接下来只能把重点放在研发高能量密度的电芯上。然而，对于三元锂离子电池来说，要想通过硅来增加能量密度，远没有那么简单。

　　其基本原理是：在石墨阳极中加入硅后，由于硅原子的结构相比石墨能够容纳更多的锂离子，导致阳极对锂离子的吸纳能力增强。单次充放电循环中，阳极锂离子越多，能量密度也就越大。

　　然而，硅在充分吸纳锂离子后，其体积会膨胀300%，比石墨吸纳锂离子后的膨胀率7%要大很多。这种反复的体积变化，会造成固态电极变得“松软”，容易崩离。以此，电池的循环寿命就会降低。

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