18650电池的散热能力分析

散热能力

层叠式电池的厚度薄、表面大，均热、散热能力都不错，因此日产LEAF很大胆地采用了被动式热管理系统(其实就是不管理!)，由空气的自然对流将热量带走。

从左到右，LEAF从单体，到四节单体电池两并两串组成的电池模块，再到由48个电池模块串联组成的电池组如下图所示：

可以看到，电池组上没有任何的风扇、冷却液管道等热管理系统。大概这就是无招胜有招。

反过来看Tesla，18650电池的个头比较小，在正常充放电时单体电池内部的温差也不会太大。但是，6000多个单体电池的温差也应当保持在不超过5°C的范围内，这是一件非常困难的事情。但是，Tesla做到了。怎么做到的?Tesla的电池管理系统(BMS)相比其他电动汽车有哪些优势?

如上图，这些管道是冷却液的流道，流道均匀分布在电池模组中间，能让每只电芯能很好地跟水管接触，这样每只电芯在冷却时带走的热量也几乎一样，温差也就可以有效地控制在很小的范围内。

总结来说，由于采用了小容量的18650电池，Tesla的热管理系统的复杂度是大大增加了的。也就是说，如果从散热能力方面考虑，使用小容量的18650电池不是最优选择。

关于能量密度

谈到能量密度，就必须区分单体电池的能量密度与电池组的能量密度。

就单体电池的能量密度来看，18650电池要高于层叠式锂离子电池。日产LEAF所用的33Ah锂离子电池的能量密度是157Wh/kg，GMVolt所用的层叠式电池的能量密度约为150Wh/kg;而Roadster所用的18650电池的能量密度约为211Wh/kg。

但是，18650电池的管理系统更加复杂，由此额外增加的重量会使得电池组的能量密度远低于单体的能量密度。Roadster的电池组重量是450kg，能量密度是118Wh/kg，而LEAF电池组的重量是225kg，能量密度是107Wh/kg。在电池组层次，两者的能量密度已经不相上下。

关于安全性

前面提到层叠式锂离子电池的各种优点，但它也有一些缺点。由于层叠式锂离子电池一般是采用铝塑膜封装的，而铝塑膜的厚度薄，机械强度差，在汽车发生碰撞等极端情况下，铝塑膜很容易发生破损导致安全事故产生。这也就解释了为什么日产要在4个单体组成的电池模块外面再加一个铝壳。

18650电池一般是钢壳，安全性更好;而且前面也提到随着18650电池生产工艺水平的的不断提高，安全性也在不断提高。

Tesla在应对这些18650电池可能出现的安全事故上，也倾注了很多心血。如果一个单体电池出现温度过高等异常情况，根据异常情况的恶劣程度，这枚电池或其所在的模组会断电以防止事故的蔓延。由于单体容量小，只要不发生蔓延，事故的严重程度将是较低的。