揭秘：特斯拉動(dòng)力電池如何增加電量

　　 近期，特斯拉的100kWh車(chē)型，已經(jīng)通過(guò)了歐盟認(rèn)證機(jī)構(gòu)RDW的評(píng)估。這意味，Model S/X100D車(chē)型即將問(wèn)世！其續(xù)航里程理論值將達(dá)到613km(基于NEDC標(biāo)準(zhǔn))。

　　按照歐盟規(guī)定，在歐盟成員國(guó)上市銷(xiāo)售的車(chē)型，都必須經(jīng)過(guò)其授權(quán)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證方可。RDW是特斯拉委托的一家荷蘭的公司，經(jīng)其認(rèn)證后即可獲得在歐盟銷(xiāo)售的許可。本文，我們來(lái)探究下，這個(gè)100kWh是如何做到的？

　　Elon Musk曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，特斯拉的續(xù)航(電量)要以每年5%的速度增加。從當(dāng)前電池組的迭代情況來(lái)看，這個(gè)目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)。除作為入門(mén)級(jí)配置的60kWh外，70kWh、85kWh均已分別升級(jí)為75kWh和90kWh。

　　不久之后，100kWh和120kWh的電池組也將進(jìn)入選配清單。目前，60kWh仍然作為一個(gè)乞丐版配置存在，以促進(jìn)特斯拉的銷(xiāo)量。真正有故事的，是70kWh和85kWh，是如何各增加5kWh電量的。

　　有一點(diǎn)可以肯定，那就是電池組電量增加過(guò)程中，其電池組的結(jié)構(gòu)是沒(méi)有改變的。內(nèi)部電池包(Battery Module)的數(shù)量也并未發(fā)生改變。我們先來(lái)簡(jiǎn)單了解下特斯拉電池組的內(nèi)部構(gòu)造。

　　60kWh內(nèi)部有14個(gè)電池包，每個(gè)電池包內(nèi)含384個(gè)電芯，共計(jì)有5376個(gè)電芯組成；85kWh由16各電池包組成，每個(gè)電池包內(nèi)含444個(gè)電芯，共計(jì)7102個(gè)電芯組成。

　　后來(lái)加入的70kWh，實(shí)際上是一個(gè)75kWh電池組，經(jīng)過(guò)軟件限制而來(lái)的。多余的5kWh，最初被當(dāng)做一個(gè)價(jià)值3000美元的選裝包提供給車(chē)主。只要通過(guò)OTA軟件更新，70D就可以變?yōu)?5D。

　　那么問(wèn)題來(lái)了，75kWh電池組是怎么來(lái)的？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，特斯拉官方并沒(méi)有做出技術(shù)解釋。根據(jù)作者的判斷，75kWh其實(shí)是85kWh電池組，減少2個(gè)電池包而來(lái)的。在85kWh電池中，每個(gè)電池包的容量是5.3kWh，14個(gè)這樣的電池包就是74.2kWh。

　　這就是70kWh、75kWh，以及85kWh之間的關(guān)系。至于60kWh，這只是一個(gè)為了降低準(zhǔn)入門(mén)檻而設(shè)置的配置而已。那么，90kWh又是怎么來(lái)的呢？

　　從85kWh到90kWh，多了5kWh。是多加了一個(gè)電池包嗎？在85kWh的電池組結(jié)構(gòu)中，已經(jīng)無(wú)法再疊加電池包。唯一的可能性就是更換了新的電芯。當(dāng)然，其采用的依然是18650型號(hào)的電芯，只不過(guò)化學(xué)材料有所調(diào)整，增加了能量密度。

　　在這道工序中，特斯拉將電芯的石墨陽(yáng)極中，添加了少量的硅，從而提升了電芯的能量密度。

　　在陽(yáng)極中加入硅，已是電池領(lǐng)域公認(rèn)的可以提升能量密度的辦法。為避免不斷疊加電池包，而造成的電池組質(zhì)量過(guò)大，特斯拉接下來(lái)只能把重點(diǎn)放在研發(fā)高能量密度的電芯上。然而，對(duì)于三元鋰離子電池來(lái)說(shuō)，要想通過(guò)硅來(lái)增加能量密度，遠(yuǎn)沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。

　　其基本原理是：在石墨陽(yáng)極中加入硅后，由于硅原子的結(jié)構(gòu)相比石墨能夠容納更多的鋰離子，導(dǎo)致陽(yáng)極對(duì)鋰離子的吸納能力增強(qiáng)。單次充放電循環(huán)中，陽(yáng)極鋰離子越多，能量密度也就越大。

　　然而，硅在充分吸納鋰離子后，其體積會(huì)膨脹300%，比石墨吸納鋰離子后的膨脹率7%要大很多。這種反復(fù)的體積變化，會(huì)造成固態(tài)電極變得“松軟”，容易崩離。以此，電池的循環(huán)壽命就會(huì)降低。

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