特斯拉為甚么將18650電池更換為21700電池？

2016年七月底，Gigafactory迎來大批參觀者，Tesla放出消息，將會采用新規格的21-70電池，取代之前使用的18650電池，會用在Model3以及將來的Models/x上面。

21-70電池是指直徑21mm，高度70mm的圓柱卷繞式電池，而18650電池則是指直徑18mm，高度65mm的圓柱卷繞式電池。可以看到，Tesla不僅換了電池規格，把規格的命名方式也換了(按照以往的慣例，21-70電池應當叫21700電池)。這個消息印證了我在2014年發表的兩個回答：

TeslaMotors為甚么要將其專利開放，技術開源?

吳彬的回答：Tesla的技術路線非常神奇，使用數千節18650電池來構建電池包。這條技術路線是Tesla在公司初創時所做出的選擇。對其他的電動車加工商來說，這種選擇未必值得效仿。事實上，Gigafactory投產后，Tesla未必還會堅持18650。有消息稱將采用20700電池，即高度為70mm，直徑為20mm的圓柱形電池。

電池規格只限定了電池的尺寸大小，單從規格是很難判斷出這種電池相關于之前的18650電池有多大的技術進步。即使都是相同的18650規格，今朝各家電池公司的產品質量也是良莠不齊，就像即使都叫醬香型白酒，有的可以上國宴，有的只能上流水席。我更關心的是，Tesla做出變化規格的決定，反映了這家公司如何的現狀及心態。我認為至少有如下幾點值得探討：

1.Tesla借由與松下深度合作的Gigafactory掌握了電池單體加工技術，進而打通從原材料、電池單體、電池模塊、電池包到傳動系統、整車的整套技術鏈條，并且可以在自己完全控制的技術鏈里優化若干基礎部件達到最佳整體性能。

單體電池的構型選擇、容量設計和尺寸設計是電動車里面一個很緊要的問題，關系到上上下下、方方面面的很多因素。Tesla之前沒有單體電池加工量力，選擇18650電池是在自身需求與市場供給之前所找到的一個艱難平衡點。

通過投資Gigafactory及與松下的戰略合作，Tesla具備了單體電池的研發加工量力，必然會重新審視產品設計流程，選擇加工最適合自己的單體。

我試著翻譯一下，大概意思是這樣的：

我們在這個(單體電池選擇)問題上花費了大量的時間。這是一個很有趣的問題，蘊含著許多相互制衡的矛盾因素。當你把電池尺寸新增時，有一些性能會變好，但另一些會變差。18650這一構型得到廣泛使用只是出于歷史的巧合，我們早期的產品也使用了這一構型。

我們重新審視了這些互相制衡的矛盾，最終優化得到今朝的21-70構型，比之前的18650要大一些。倘若你把這些圓柱形的21-70電池排在一起，最終是可以(在一個固定的包內)得到更多的活性物質(進而得到更多容量)。總的來說，這是一個成本優化問題。

Musk的大概意思是說:

這真的是從物理和經濟兩方面因素做出的計算結果決定的(看他用了他經典的firstprinciplethinking梗，學習abinitio的同學要吐槽下這算哪門子第一性)。這是我們分解一切事物的辦法。假設這個世界上本來沒有單體電池，那我們要怎么去設計它?這個設計應該滿足我們對最終產品特性的要求。18650(對Tesla來說)不是最優設計。

2.宣布采用新規格電池，意味著對Gigafactory產量和品質控制的自信。

Gigafactory的年產量號稱將與今朝全球所有電池公司年產量之和相當，頗有美帝海軍吊打全球之風。在如此大的產量之下，微小的非良品率也意味著極大的非良品量(資料稱目前業界最佳的松下、三星、LG的18650電池加工線一次直通率在98%以上，國內一般在90%左右)。

大量的非良品(只是容量、電阻等未達到要求，不是安全問題)，滿足不了電動車的極嚴苛要求，還可以轉而消化在無人機、筆記本電腦等其他范疇。Tesla放棄使用18650規格意味著失去了部分現有的消化途徑。

這可能反映了：1)Tesla對良品率有充足的自信;2)Gigafactory的巨大產量將使Tesla在電池市場擁有極大話語權，大到讓這些現有的消化途徑采用21-70構型。

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