最古老的電池是圓柱形電池嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-07 18:30
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它的優(yōu)點包括生產工藝成熟，產品良率高，電池結構穩(wěn)定，應用范圍廣，綜合性能突出，整體成本有優(yōu)勢。其缺點也比較明顯，圓柱形電池一般采用鋼殼或鋁殼封裝，會比較重，比能量相對較低。而且安全性較差，電池循環(huán)壽命較短。而且因為體積小巧可以在很多范圍內使用。
隨著動力電池興起，方形電池在國內應用普及率越來越高。而且相對于圓柱形電池，方形電池結構簡單，重量較輕比能量較高。由于方形可依需求定制尺寸，故市場上型號較多，工藝很難統(tǒng)一，對成本來說是個挑戰(zhàn)。
目前市場上還有軟包電池，軟包電池與圓柱形及方形相比，因其外包裝為鋁塑材料制成，只會鼓漲而不會爆炸，故安全性能更好，而且重量也更輕便。其形狀可以依據需求定制，可以做到超薄，也可以做成圓柱形方形或三角形等。另外軟包電池容量更大、內阻更小、壽命更長，總的來說軟包電池性能更好。但是軟包電池目前型號較少，開發(fā)成本較高。
三、21700與18650電池的博弈
依照我國最新實施的國標文件GB／T34013－2017《電動汽車用動力蓄電池產品規(guī)格尺寸》，延續(xù)使用IEC對電池尺寸型號的命名方式，規(guī)定了“蓄電池產品尺寸規(guī)格通用要求”、“尺寸公差要求”和“尺寸范圍要求”，其中圓柱形電池規(guī)格尺寸有18650、21700、26650、26700、32700和32134等；方形電池有從65mm到217mm多種不同尺寸。
當前為了提升電池系統(tǒng)能量密度和減少電芯數量、從而降低成本，無論是方形、圓柱還是軟包電池都出現(xiàn)了單體電芯尺寸擴大化的發(fā)展趨勢。比較明顯的是，當前圓柱電池領域出現(xiàn)了18650向21700／26650升級的現(xiàn)象。
18650和21700是目前兩種主流型號。新型21700具有四大顯著的優(yōu)勢：
（1） 電池單體容量提升35％。以特斯拉生產的21700電池為例，從18650型號切換至21700型號后，電池單體電池容量可以達到3～4．8Ah，大幅提升35％。
（2）電池系統(tǒng)能量密度提升約20％。斯特拉披露的數據來看，早期使用的18650電池系統(tǒng)能量密度約250Wh／kg，后來其生產的21700電池系統(tǒng)能量密度在300Wh／kg左右，21700電池的體積能量密度比原有的18650高出近20％。
（3）系統(tǒng)的成本預計下降9％左右。從特斯拉披露的電池價格信息分析，21700電池的動力鋰電池系統(tǒng)售價為170美元／Wh，而18650電池系統(tǒng)的售價為185美元／Wh。在Model3上使用21700電池后，僅電池系統(tǒng)成本就可以下降約9％。
（4）系統(tǒng)的重量預計下降10％左右。綜合前文可知，21700整體體積大于18650，隨著單體容量提升后，單體能量密度更高，所以同等能量下所需電池單體的數量可減少約1／3，在降低系統(tǒng)管理難度的同時也將減少電池包采用的金屬結構件及電氣配件的數量，這進一步降低了電池的重量。三星SDI改用一套新型21700電池之后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)相比目前的電池減少10％重量。
保持了18650型電池所具有的高可靠性和穩(wěn)定的性能， 21700電池性能在各方面均比18650有較大提升。此外，相較于其他電池型號，21700從電池原材料選用、制作工藝和技術流程等方面，都和技術較成熟的18650電池相似。因此18650與21700的產線大部分可以兼容，部分企業(yè)比較穩(wěn)妥的辦法是在生產線上做文章，將生產線向21700和18650兼容上靠攏。一些企業(yè)的生產線從國外進口，但組裝上都是自己進行，因此可以投入較少的成本實現(xiàn)18650向21700的轉化。
四、21700暴風來襲，掀起電池企業(yè)產品更迭浪潮
18650是最早由日本SONY公司開發(fā)，當年為了節(jié)省成本而定下的一種標準性的鋰離子電池型號。18650作為傳統(tǒng)電池電芯，技術比較成熟，生產廠家較多，適配性很強，可以在3C數碼、無人機、電動工具等領域消化。而隨著新能源汽車興起，動力電池成為電池企業(yè)關注焦點。
特斯拉在生產電動汽車的時候，當年只有18650電池，但18650電池并非為動力電池而生。2008年，特斯拉首款車型便與松下展開合作，采用18650鈷酸鋰電池作為其動力電池。2017年1月4日，特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的新型21700電池開始量產，并強調這是目前可量產電池中能量密度最高且成本最低的電池。
2017年1月9日，三星SDI在松下之后適時推出了相同規(guī)格的新型電池21700。LG也表示21700電池將在2021年量產。由此21700掀起電池產品改革熱潮，國內外企業(yè)趨之若鶩研發(fā)生產21700動力電池，宣告全球動力電池正式進入21700時代。反過來看Tesla，18650電池的個頭比較小，在正常充放電時單體電池內部的溫差也不會太大。但是，6000多個單體電池的溫差也應當保持在不超過5°C的范圍內，這是一件非常困難的事情。但是，Tesla做到了。怎么做到的？Tesla 的電池管理系統(tǒng) (BMS) 相比其他電動汽車有哪些優(yōu)勢？
這些管道是冷卻液的流道，流道均勻分布在電池模組中間，能讓每只電芯能很好地跟水管接觸，這樣每只電芯在冷卻時帶走的熱量也幾乎一樣，溫差也就可以有效地控制在很小的范圍內。
