圓柱鋰電池，根據(jù)外殼尺寸的不同，分為14500/18650/26650等型號，其中最為大家常用的型號是，18650圓柱電池，今天，我給大家對18650圓柱電池做一個簡單的介紹。

 

18650圓柱電池，顧名思義，它的外形尺寸是直徑18mm*高度65mm的圓柱體，94年索尼開發(fā)出的第一個商業(yè)化鋰電池，就是18650圓柱鋰電池，可以說是鋰電池的鼻祖，廣泛的應(yīng)用于筆記本，電話，各種便攜式設(shè)備中做備用電源。經(jīng)過20年來的發(fā)展，目前18650圓柱電池已經(jīng)非常的成熟，可以幾千上萬節(jié)的進(jìn)行串并聯(lián)，例如大家所熟知的特斯拉電動汽車，就是用7000多節(jié)松下生產(chǎn)的18650圓柱鋰電池串并聯(lián)后，來對汽車電機(jī)進(jìn)行供電的?？梢哉f，18650圓柱電池在穩(wěn)定性和一致性上面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超出了它的“小弟”--軟包聚合物鋰電池。究其原因，18650圓柱電池的生產(chǎn)工藝自動化程度非常的高，例如日本韓國的企業(yè)生產(chǎn)的時候，甚至可以只需要幾個人在產(chǎn)線的前端投料，就可以直接在產(chǎn)線的尾端接收完好的電池了，中間幾乎沒有人的干預(yù)，而聚合物鋰電池，就是動輒需要幾十上百號人手工操作，產(chǎn)出的電池就相當(dāng)?shù)牟环€(wěn)定，最多只能2個串聯(lián)來使用了。一、注液量：

     一般來說，三元系18650  2.6-3.2Ah圓柱電池注液量在5-5.5g之間。具體注液量要看正負(fù)極材料的物理參數(shù)（比表面積、形貌、粒徑分布）、卷繞松緊度、面密度、壓實(shí)密度等。

      如果注液量不足，會造成內(nèi)部無法完全浸潤，內(nèi)阻偏大，循環(huán)次數(shù)少等。嚴(yán)重的會導(dǎo)致析鋰進(jìn)而發(fā)生危險(xiǎn)；如果注液量過大，會造成內(nèi)部空間不足（內(nèi)壓大）、容量衰減快、增加成本等。這里說一下，注液量大會造成容量衰減快是因?yàn)樨?fù)極，特別是溫度高和在充電過程中的時候，富裕游離態(tài)電解液會和活性較大負(fù)極鋰碳化合物反應(yīng)，消耗有效物質(zhì)。

      一般廠家確定注液量的方法是將卷繞好的電芯浸入電解液中，計(jì)算前后差重，再富余0.2-0.4g，最后即為最佳注液量。當(dāng)然，此方法雖然簡單可行，但嚴(yán)謹(jǐn)性不足。最好的方法是梯度注液量分別做電化學(xué)性能實(shí)驗(yàn)，最終兼顧倍率、高低溫、循環(huán)等。

       具體的也要看電池的具體用途來確定合適注液量是比較科學(xué)的。

       錳鋰     鐵鋰等原理基本類似。不贅述。

二、松緊度：

      松緊度的計(jì)算是正極、負(fù)極、隔膜和卷針空隙的底面積總和除以圓柱電池內(nèi)底面積。一般為88%-93%。

       同樣，具體松緊度要看電池的用途和你要求的最終電池的各項(xiàng)性能決定的。松緊度太低，會造成空間浪費(fèi)成本增加、電解液難以浸潤（耗液）、電芯晃動等；松緊度過高，會造成后續(xù)電芯膨脹導(dǎo)致的空間不足，影響電化學(xué)性能、內(nèi)壓大CID易斷開等。

       一般來說，倍率電池松緊度低一些，一般在91%以下；容量電池松緊度高一些，有的甚至能超過95%。其中原因可以可以思考一下，很簡單。

        需要說明的是，考慮到材料不同（如負(fù)極物性參數(shù)）、設(shè)計(jì)參數(shù)不同（如壓實(shí)密度）等，后續(xù)電池膨脹系數(shù)也不同。我們設(shè)計(jì)的時候要實(shí)際綜合考慮。

三、極耳數(shù)：

       極耳數(shù)增加只能有限的增加電池的交流內(nèi)阻，和最終使用過程中的直流內(nèi)阻沒有直接關(guān)系。且增加極耳數(shù)會增加電池工藝設(shè)計(jì)難度，增加成本和最終使用風(fēng)險(xiǎn)。所以為了增加最終電池容量或者倍率性能而片面增加極耳數(shù)是否可行，設(shè)計(jì)時一定要慎重。

      原因大概說一下：增加極耳數(shù)意味著留白和極耳焊工序增加機(jī)器、材料和人工，成本自然增加；增加極耳數(shù)也會影響極片張力，造成張力不均，增加卷繞難度和風(fēng)險(xiǎn)；極耳處焊點(diǎn)包膠處理不當(dāng)會刺穿隔莫；極耳處電流密度最大，電極電勢最低，增加了析鋰的概率。

       一般設(shè)計(jì)是，容量電池正負(fù)極各一個極耳足以；倍率電池可以考慮多加極耳，但最終決定性能的是直流內(nèi)阻。

         舉個例子：正常不含PTC電池正負(fù)極各一個極耳，交流內(nèi)阻為30mΩ，1C放電直流內(nèi)阻為50mΩ；現(xiàn)在負(fù)極增加一個極耳，交流內(nèi)阻為20mΩ，但1C放電直流內(nèi)阻可能為48mΩ。所以說，最終看的是電池的濃差極化和電化學(xué)極化帶來的直流內(nèi)阻。