特斯拉磷酸铁锂为何不是圆柱体?

磷酸铁锂离子电池的能量密度远不及三元锂离子电池，但其安全性普遍被认为要好于三元锂离子电池。
磷酸铁锂动力锂电池的理论能量密度有限，磷酸铁锂离子电池包单体能量密度为120Wh/kg，成组后能量密度为80Wh/kg，因此，现在公司正在积极研发能量密度更高的磷酸铁锰锂材料新型动力锂离子电池。
相比之下，三元电池能量密度较高，三元锂离子电池单体能量密度为180Wh/kg，成组后110Wh/kg，相应的市场优势明显。因此在能量密度方面，三元锂离子电池优于磷酸铁锂离子电池。
安全性上来讲，磷酸铁锂离子电池包比三元锂离子电池更具有优势。原因在于三元材料中镍钴铝18650电池超过180℃就会自加热，起火后很难控制，而磷酸铁锂材料到来自250℃才会发生放热现象。总的来说三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火。

使用电池禁忌

1、常常快速充电。许多新能源车适用快速充电方式，因此 很多司机会挑选快便吃兰队影别速充电，在短期内给车载充电器进一定用电量，以确保安全一切正常行车。快速充电是个好作用，可是常常应用快速充电会减少电池的复原工作能力，进而降低蓄电池充电的反复频次，对电池导致一定损害。
2、超低温长期放置。现阶段市场再售的新能源车电池关键分成三元锂电池和磷酸铁锂电池二种，尽管他们在应对超低温时主要表现各不相同，可是不管哪一种电池技术性，应对超低温自然环境时都存有电池衰减的状况。
3、常常低电量模式电池充电。因为磷酸铁锂电池是不会有电池记忆性，因此纯电动车就像是大家智能机一样，随时使用随用，尽可能不要再把用电量耗光在电池充电。

特斯拉国产Model 3或许会首次使用磷酸铁锂电池。
据路透社报道18日报道，特斯拉与宁德时代正就“无钴”电池技术进行商讨，这种电池将可能会用于国产特斯拉车型上。双方的谈判已进入最后阶段，目前特斯拉方面暂无回应。

磷酸铁锂本身“无钴”
无钴电池的解决方案目前有两种可能：一种是成熟磷酸铁锂电池；一种是新型无钴材料电池。
在高补贴时代，高能量密度和高续航里程是核心指标，导致很多车企采用镍成分比例较高的三元锂电池，从“532”到“622”，再到“811”，维持电池稳定性的钴锰成分仅占约20%，续航里程确实大幅提高，但安全风险也在增大。
业内人士分析，磷酸铁锂更具有价格优势，与镍钴铝电池相比每瓦时便宜0.15-0.2元。中国科学院院士欧阳明高曾表示，2019年中国动力电池系统成本降到每瓦时约0.6元-1元，今后5年电池成本仍有下降空间，三元电池2025年前预计降到每瓦时0.7元，而磷酸铁锂还有下降空间。
去年以来，比亚迪和宁德时代均通过技术创新，推动磷酸铁锂电池的体积能量密度大幅提升，加之本身具有的成本、循环寿命、安全优势，磷酸铁锂电池的技术成熟性已不可同日而语。
在去年的法兰克福车展上，宁德时代首次推出了全新的CTP高集成动力电池开发平台，这种把电芯直接集成到电池包的创新技术，吸引了行业关注。由于省去了电池模组组装环节，较传统电池包，体积利用率提高了15%-20%，零部件数量减少40%，生产效率提升了50%，将大幅降低制造成本，传统电池包的能量密度平均在140-150Wh/kg，CTP电池包的能量密度可以达到200Wh/kg以上。

北汽新能源EU5成为了首款搭载CTP电池包的车型。随后大众汽车拉美卡车公司（VWCO）也与宁德时代签订长期合作协议，搭载磷酸铁锂电池包的全新电动货车e-Delivery将于今年上市。宁德时代为VWCO定制的新型标准电池包效率由原来的75%提升到90%，系统能量密度提升到160Wh/kg。
根据此前宁德时代与特斯拉合作公告，宁德时代供货有效期限为2020年7月1日至2022年6月30日。路透社援引一名直接参与谈判事宜的消息人士的话透露，特斯拉与宁德时代围绕采购磷酸铁锂电池的谈判已有一年多，磷酸铁锂电池较特斯拉现在使用的电池，在成本方面至少低10%。目前尚不清楚特斯拉打算在多大程度上使用磷酸铁锂电池，但特斯拉没有计划停止使用目前的镍钴铝电池。不过，磷酸铁锂电池或许仅会用于国产特斯拉车型上。

Model 3将成为特斯拉在中国市场的销量担当，随着国产化进程加快及零部件实现本土化，已经降到补贴后不足30万元的国产Model 3，如果使用宁德时代的CTP技术，生产成本和价格势必会进一步下探。
为了推断宁德时代CTP电池包登陆Model 3可能会获得什么实际效果，中信建投证券研究进行了一项假设：
以Model 3长续航双电机版为例，电池包体积在现有条件和方形CTP电池条件下保持不变，电池包除模组外适当减重。对铁锂CTP电池包而言，一方面CTP技术可兼容相对高能量密度电池单体，最终电池系统质量能量密度为145Wh/kg，达到国产Model 3标准续航版水平。另一方面铁锂的高安全性使得其CTP电池包中电池活性材料的实际含量更高，体现为铁锂CTP电池包中的电池体积成组效率高于三元CTP电池包。
采用铁锂CTP电池包，电池包体积保持不变，在较高的体积/质量成组效率加持下，特斯拉Model 3长续航双电机版可以获得近似的带电量，整备质量造成的电耗增加对工况续航影响有限，最终产品工况续航可基本保持，并有较大程度降本作用；如用于标准续航版车型，使用技术参数可完全对标，并发挥降本作用。
特斯拉在电气系统方面的技术优势使得其电池应用技术路线切换难度不大，但底盘设计等仍需要一定时间。
完全“无钴”难度大
目前，钴是三元电池的重要成分，也是最贵的材料。

特斯拉最早提出无钴电池是在2018年，CEO马斯克发布推文称，Model 3的电池中有不到3%的钴，他们将改进技术，争取在下一代电池中完全抛弃钴。马斯克所说的“下一代”并没有给出明确的时间表，但可以肯定的是短期内不会实现。
基准矿物情报（BMI）分析师Caspar Rawles曾对媒体表示，制造无钴电池具有挑战性。特斯拉目前使用的电池采用NCA(nickel、 cobalt、 aluminum，镍、钴、铝)配方，钴的含量已经非常低了。在过去几年里，特斯拉和松下已减少了对钴60%的依赖，但鉴于技术工程瓶颈，想要再进一步降低成本很困难。
作为稳定元素，如果钴的使用量被减少，电池的使用寿命则会缩短。更换电池增加的成本可能会超过从减少钴使用中节省的部分。安全问题也是另外一个重要因素。当钴含量减少时，镍含量就相对提升，电池更易过热自燃。此外，低钴配方需要在特殊的生产环境也需要额外成本。
Caspar Rawles认为，更加先进、钴含量更少的锂离子电池，可能在几年后出现，不过，对于这种材料的研究已经接近其物理化学极限。
另一方面，作为电池中最昂贵的材料，钴价自2019年12月触底反弹后今年年初连续上涨。有券商预计，在2020年在全球新能源汽车销量300万辆的假设下，全球钴需求大约为15.3万吨，需求依然紧缺。

除了外采电池，特斯拉也决心自力更生，自主研发制造的“超级电池”预计会在4月的“电池日”上宣布。
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实际上，特斯拉并非不能使用圆柱体磷酸铁锂电池，但他们可能觉得定制化的方形电池更符合自家电动汽车平台的需求。这样做的好处是便于散热、安装以及模块化设计，使得组装过程更为高效

特斯拉选择方形电池包设计，主要是出于空间利用率和结构强度的考虑。圆柱体电池虽然简单，但方形能更好地堆叠，减少浪费的空间，并且这种布局有助于提高车辆的整体刚性