但對于如此大容量的電池組，T-zero終歸只完成了原理驗證，真正的挑戰(zhàn)在于量產(chǎn)后的可靠性和安全性，即便18650已經(jīng)是當時量產(chǎn)最成熟、批次一致性最高的電池產(chǎn)品，但畢竟采用的電芯數(shù)量過多（一代roadster最后確定為6800個電芯、重量450公斤）由此將大大增加單體電芯出現(xiàn)問題后導致整個電池包燃爆的隱患，這要求BMS（電池管理系統(tǒng)）及熱管理系統(tǒng)能夠監(jiān)測、控制、均衡到每個單體小電芯的安全狀態(tài)。

因此當2004年啟動量產(chǎn)后特斯拉團隊就找到三洋、松下、索尼等成本領(lǐng)先的日本圓柱電池廠商要求采用現(xiàn)成筆記本電腦電池協(xié)助設(shè)計這套極具創(chuàng)新性、難度較大的電池包及配套熱管理方案時，都被以安全問題拒絕了，不死心的特斯拉只能回去自己設(shè)計pack方案。

特斯拉也并非沒有去嘗試新興的單體電芯容量更大、使用數(shù)量更少的軟包和方形電芯技術(shù)方案，當時特斯拉電池技術(shù)總監(jiān)凱爾蒂測試了市面上超過300種電池，但圓柱方案由于電池單體能量小、制造成本最低且良率最高，且圓柱相間留有安全孔隙，散熱性好，在當時是單體出現(xiàn)問題不會對整個系統(tǒng)造成較大損害的唯一電芯方案。最終特斯拉還是堅持了技術(shù)更成熟的小圓柱電池路線，堅持認為電池成本、量產(chǎn)的良品率和安全性才是動力電池第一性原理，串并聯(lián)帶來的軟件和工程問題再難也要不惜代價攻克。

于是終于在2006年特斯拉技術(shù)團隊創(chuàng)新性地完成了其獨特BMS（電池管理系統(tǒng)）和冷卻方案的研發(fā)。尤其是其BMS的技術(shù)復(fù)雜度和難度極強，BMS能夠在將近7000個小電芯串并聯(lián)狀態(tài)下精準檢測和控制每個小電芯的電壓和充放電電流狀態(tài)。

2006年8月特斯拉完成的電池系統(tǒng)技術(shù)白皮書及其中披露自行組裝的第一代roadster電池包

松下與特斯拉的蜜月期

廣場協(xié)議之后的活久見

而這套熱管理方案最終也獲得了三洋的認可，2008年特斯拉和剛收購三洋的松下正式開展電池供應(yīng)合作（雖然松下仍然不夠信任，要求特斯拉不能對外公開宣傳電池包來自松下、出現(xiàn)安全問題概不負責...），最終到2008年底完成了147臺roadster的交付。

雖然roadster截至2012年停產(chǎn)生命周期不過賣了2000多輛，但由此特斯拉和松下開啟了基于電動車發(fā)展愿景的長期戰(zhàn)略合作，2010年松下在特斯拉IPO時背著40億美金虧損仍然堅決投資3000萬美金成為股東，2011年為了保障model S的生產(chǎn)、特斯拉和松下簽訂了四年6.4億顆18650電芯的供應(yīng)協(xié)議（接近10萬輛的電池裝車），2013年續(xù)簽至18億顆、訂單價值70億美金，自此開創(chuàng)了特斯拉推動松下圓柱電池舍命狂奔的時代。

2012年面向大眾市場的豪華轎車model S正式上線，裝載了7104節(jié)松下18650電池，電池容量85kWh、續(xù)航里程483km，是當時純電車續(xù)航長度之最；并且得益于圓柱電池鋼殼結(jié)構(gòu)耐高內(nèi)壓的強束縛性，率先應(yīng)用了能量密度更高的鎳鈷鋁（NCA）鋰電池，單電芯能量密度達到了245Wh/kg，電池包重量和體積得到了進一步優(yōu)化。最終model S大獲成功，2015年便達到5萬輛銷量、成為全球電動車銷量冠軍。

2015年特斯拉又一鼓作氣推出了豪華SUV車型model X，電池容量擴大到100kWh、8256節(jié)18650松下NCA電池組成，續(xù)航565km。model X也同樣于2017年銷量突破5萬輛。

可以說在當時，采用小容量圓柱電池串聯(lián)是特斯拉比業(yè)內(nèi)其他公司更快速地（2012年）能夠以低成本、高良率量產(chǎn)出大容量電池組來搶占市場、鞏固領(lǐng)先位置的核心原因，隨后直至2016年通用汽車才在Bolt車型上推出了60kWh的大容量軟包電池組。

特斯拉2009-2017年主要車型銷量

松下則憑借獨家供應(yīng)18650給特斯拉model S和X兩款車型，2014年實現(xiàn)2.7GWh動力電池出貨、其中特斯拉圓柱電池就出了2.6GWh，2015年、2016年分別達到4.5GWh和7.2GWh，松下成功從2012年至2016年連續(xù)五年霸榜全球動力電池裝機量第一（直至2017年被寧王超越）。

這段時間是松下與特斯拉的蜜月期，松下甚至在2014年參與了特斯拉在美國內(nèi)華達州超級工廠Gigafactory投資額50億美金中16億美金的出資，2012年上任協(xié)助松下集團實現(xiàn)扭虧的新任社長津賀一宏甚至還多次對外表示老邁的松下需要變化，要多多“use Elon's thinking”。

海外電動乘用車市場電池企業(yè)裝機量（GWh）及海外電動乘用車市場電池企業(yè)裝機量占比

軟包和方形電池的反擊

中韓登上舞臺

但松下憑借18650圓柱電池走上巔峰的背后，風險已然開始暗流涌動。意圖掀起波瀾的正是曾被特斯拉pass過的軟包和方形電池，背后的韓國和中國的電池廠商們正在登上舞臺，瞄準的正是圓柱電池單體容量小帶來的成組效率低、成組能量密度損失大、BMS要求過高等廣大車企痛點。

2010年-2021年間，在軟包和方形電芯通過持續(xù)工程化改進、做大單體容量，持續(xù)縮小與圓柱電芯在單體能量密度上的差距：其中軟包電池實現(xiàn)了能量密度上對圓柱的反超，2010年起也完成了暢銷量產(chǎn)車型的裝機驗證，軟包成熟度相較特斯拉創(chuàng)業(yè)初期大幅提升；而與圓柱同樣采用卷繞工藝為主、成本較低的方形電池在短板能量密度上的改善幅度則更為巨大。相比之下，圓柱的性能發(fā)展曲線的斜率在很長一段時間放緩了，性能優(yōu)勢慢慢不再突出，成本差距也在大幅縮小。

2010年-2021年間方形、軟包、圓柱電芯的單體容量和能量密度變化

2005年-2017年間方形、軟包、圓柱鋰電池成本變化

與此對應(yīng)的是，圓柱電池在全球范圍市場份額陷于停滯狀態(tài)?？梢哉f，18650小圓柱給了特斯拉在特定階段技術(shù)領(lǐng)先的先發(fā)優(yōu)勢，卻面臨了其他技術(shù)路線快速進步帶來的產(chǎn)業(yè)鏈上的孤立無援，軟包和方形電池正在全球攻城略地。

2010年-2021年間圓柱cylindrical，方形prismatic，軟包pouch全球份額的變化（未知部分主要為中國市場、方形為主）

軟包電池快速占領(lǐng)全球市場三分之一

軟包動力電池的發(fā)展最早由日本AESC以及韓國LG化學推動。1994年貝爾實驗室為了繞開索尼圓柱專利而發(fā)明了軟包電池，最初用于3C領(lǐng)域，于2007年日產(chǎn)和日本電氣合資電池公司AESC把用于手機軟包電池打造成符合車規(guī)級標準的大軟包。

軟包電池采用了不同于卷繞的疊片工藝，內(nèi)部結(jié)構(gòu)由“正極片-隔膜-負極片”通過Z字型依次緊密層疊起來、設(shè)計靈活并減少了邊角處空間浪費，外部用輕量化鋁塑膜封裝、替代了鋼殼鋁殼，兩者都增加了軟包在能量密度上的優(yōu)勢。隨著軟包電池技術(shù)的不斷成熟很快憑借高能量密度、體積形狀靈活多變帶來的高整車適配性優(yōu)勢，獲得了歐美主流傳統(tǒng)車企的偏愛。

2010年日產(chǎn)推出了裝載AESC 24kwh軟包電池的純電車型聆風Leaf，事實上是全球真正意義上第一個實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的純電動汽車，這款緊湊型純電A級車起售價僅3萬美金、是2年后model S起售價不到一半，面向大眾市場一經(jīng)推出大受歡迎，至2014年累計銷量10萬輛、至2015年累計超20萬輛，一直銷售至今銷量突破100萬輛，建立了軟包很好的驗證和示范效應(yīng)。但AESC由于配套日產(chǎn)、缺乏競爭、成本較高，并且錯誤押注了低能量密度的過渡路線錳酸鋰，盡管抱著日產(chǎn)Leaf大單品的巨大出貨量，卻未能完成軟包的市場化供應(yīng)。

裝載ASEC 24kwh軟包電池的日產(chǎn)聆風Leaf

LG化學是真正將軟包電池推向歐美市場大規(guī)模運用的廠商，LG化學緊隨AESC其后也于2010年完成軟包電池的量產(chǎn)，研發(fā)出了空間更緊湊的世界第一款階梯式和六角形的軟包電池，并率先運用上了殺手锏——高能量密度的鎳鈷錳（NCM532）鋰電池與走圓柱路線的松下NCA進行對標，2010年后拿下了整個底特律三大包括通用第一款量產(chǎn)的增程車型雪佛蘭Volt和純電SUV車型Bolt、福特的福克斯電動版、克萊斯勒大捷龍電動版，以及在歐洲暢銷的韓國現(xiàn)代起亞的首批電動車型Avante和Forte。

2014年，AESC和LG化學紛紛擠進動力電池廠商全球前三，全球軟包份額達到了33%。2015年后LG化學乘勝追擊，在2017年日產(chǎn)決定止損剝離AESC后（最后買家是中國遠景動力）搶奪下了日產(chǎn)Leaf和雷諾Zoe的訂單，又拿下了大眾、戴姆勒、沃爾沃等核心歐洲汽車集團定點，成為軟包電池領(lǐng)域龍頭，韓國小老弟SKI也通過軟包路線拿下諸多主機廠二供角色。