詳解18650電池以及21700電池概念及其優(yōu)勢
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-22 11:18
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隨著近幾年新能源汽車的火熱發(fā)展，鋰電池也隨之大火。動力電池一直是新能源汽車的重要領(lǐng)域，誰掌握了動力電池，誰就掌握了新能源汽車。而在動力電池中，最受矚目的當(dāng)屬鋰離子電池。
鋰離子電池的能量密度很高，它的容量是同重量的鎳氫電池的1．5～2倍，而且具有很低的自放電率。此外，鋰離子電池幾乎沒有“記憶效應(yīng)”以及不含有毒物質(zhì)，鋰離子電池的這些優(yōu)點使其在新能源汽車領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
18650電池：
18650電池原指鎳氫電池和鋰離子電池，由于鎳氫電池現(xiàn)在比較少用，所以現(xiàn)在多指鋰離子電池。18650是鋰離子電池的鼻祖－－日本SONY公司當(dāng)年為了節(jié)省成本而定下的一種標(biāo)準(zhǔn)性的鋰離子電池型號，其中18表示直徑為18mm，65表示長度為65mm，0表示為圓柱形電池。常見的18650電池有三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰電池。
說起18650電池，就不得不提起特斯拉，特斯拉在進行電動汽車電池開發(fā)時，測試了很多種類的電池，但最后把目標(biāo)鎖定在18650電池，將18650電芯作為新能源電動汽車電池的技術(shù)路線?？梢哉f，特斯拉之所以能夠擁有不遜于傳統(tǒng)燃油車的性能表現(xiàn)，除了電動機技術(shù)之外，還要得益于特斯拉先進的電池技術(shù)。那么特斯拉為何選定18650電池作為其動力之源呢？
工藝成熟 一致性高
在進入新能源汽車領(lǐng)域前，18650電池便已廣泛應(yīng)用在電子產(chǎn)品中，是最早、最成熟、最穩(wěn)定的鋰離子電池，經(jīng)過多年的經(jīng)驗累積，日本廠商將18650電池在消費類產(chǎn)品所積累的先進技術(shù)極好地應(yīng)用于車載電池領(lǐng)域。松下是全球電池技術(shù)和規(guī)模最大的企業(yè)之一，相較于其他廠商，產(chǎn)品缺陷最少，規(guī)模較大，也便于從中挑選出一致性好的電池。
相比之下，其他電池例如層疊式鋰離子電池遠不夠成熟，許多產(chǎn)品連尺寸、大小等都不能統(tǒng)一，電池廠商所具備的生產(chǎn)工藝也不能滿足條件?？偟膩碚f，電池的一致性達不到18650電池的水準(zhǔn)。如果電池的一致性達不到要求，大量電池串、并聯(lián)形成的電池組的管理也將不能讓每個電池的性能更好地發(fā)揮，而18650電芯可以很好地解決這一問題。
安全性能高
18650鋰電池安全性能高，不爆炸，不燃燒；無毒，無污染，經(jīng)過RoHS商標(biāo)認(rèn)證；且耐高溫性能好，65度條件下放電效率達100％。
18650電池一般采用鋼殼封裝，在汽車發(fā)生碰撞等極端情況下，更能盡量減少安全事故的發(fā)生，安全性更高。除此之外，18650每個電池單元的尺寸小，將每個單元的能量可控制在較小的范圍，與使用大尺寸電池單元相比，即使電池組的某個單元發(fā)生故障，也能降低故障帶來的影響。
能量密度高
18650鋰電池的容量一般為1200mah～3600mah之間，而一般電池容量只有800mah左右，如果組合起來成18650鋰電池組，那18650鋰電池組可以突破5000mah。它的容量是同重量的鎳氫電池的1．5到2倍，而且具有很低的自放電率。18650電芯的能量密度目前能夠達到250Wh／kg的水平，滿足特斯拉高續(xù)航里程的要求。
成本低 性價比高
18650鋰電池的使用壽命很長，正常使用時循環(huán)壽命可達500次以上，是普通電池的兩倍以上。18650產(chǎn)品的技術(shù)成熟程度高，結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造技術(shù)還有制造設(shè)備，以及衍生的18650模組的技術(shù)都很成熟，這些都使得它的運行成本和維護成本降低。
目前應(yīng)用比較廣泛的18650電池已有多年的發(fā)展歷史，相對其他類型電池技術(shù)雖然較成熟，但依然面臨著產(chǎn)熱高、成組復(fù)雜、無法實現(xiàn)快充等問題。在這樣的背景下，21700圓柱三元電池應(yīng)運而生。
21700電池：
電池21700是圓柱型電池的型號，具體指：21——指圓柱電池的外徑為21mm；700——指圓柱電池的高度為70．0mm。
這是為了適應(yīng)電動汽車對更長續(xù)行里程的要求，為提高車輛電池空間有效利用率，而開發(fā)出的新型號。同種材料，21700相比常見的18650圓柱鋰電池，容量可以高35％以上。
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(chǎn)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％。特斯拉披露的數(shù)據(jù)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(chǎn)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(yù)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(yù)計下降10％左右。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(shù)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(jié)構(gòu)件及電氣配件的數(shù)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(shù)流程等方面，都和技術(shù)較成熟的18650電池相似。因此18650與21700的產(chǎn)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(chǎn)線上做文章，將生產(chǎn)線向21700和18650兼容上靠攏。
動力電池追求高比能已成不可逆的趨勢，眾多電池企業(yè)開始把目光轉(zhuǎn)向布局21700電池。一些企業(yè)的生產(chǎn)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(zhuǎn)化。
目前國內(nèi)廠商代表有力神電池、比克電池、億緯鋰能、猛獅科技等企業(yè)，除此之外，天臣新能源、天鵬電源、創(chuàng)明新能源、智慧能源、智航新能源、橫店東磁、海四達、安徽泰能等電池企業(yè)也紛紛布局21700電池。 在能源電池行業(yè)鋰二次電池的應(yīng)用得益于其優(yōu)越的性能。隨著鋰二次電池技術(shù)的不斷發(fā)展，已廣泛的應(yīng)用于我們的日常生活中；多次使用的充電電池越來越受到消費者的青睞。關(guān)注能源電池行業(yè)、充分認(rèn)識電池進而讓我們做到“為我所用”，目前18650鋰電池在下面的領(lǐng)域有一定的應(yīng)用。
1、儲能類
主要應(yīng)用于基站電源、清潔能源儲能、電網(wǎng)電力儲能、家庭光儲系統(tǒng)等。
2、動力類
主要指電動交通工具，電動自行車、新能源汽車等。
3、數(shù)碼類
手機、平板、筆記本電腦、電動玩具、MP3/MP4、耳機、充電寶、航模、移動電源等。
四、18650鋰電池分類
18650鋰電池生產(chǎn)均需要有保護線路，防止電池被過充過放電。當(dāng)然這個對于鋰電池來說都是必須的，這也是鋰電池的一個通弊，因為鋰電池采用的材料基本都是鈷酸鋰材料，而鈷酸鋰材料的鋰電池不能大電流放電，安全性較差，從分類上來看，18650鋰電池的分類可以通過下面的方式來進行分類。
1、按電池實用性能分類
功率型電池和能量型電池。能量型電池以高能量密度為特點，主要用于高能量輸出；功率型電池以高功率密度為特點，主要用于瞬間高功率輸出、輸出的電池。而功率能量型鋰電池是伴隨著插電式混合動力車的出現(xiàn)而出現(xiàn)的。它要求電池儲存的能量較高，可以支持一段距離的純電行駛，也要具備較好的功率特性，在低電量的時候進入混合動力模式。
簡單理解，能量型類似于馬拉松選手，要有耐力，就是要求高容量，對大電流放電性能要求不高；那么功率型就是短跑選手，拼的是暴發(fā)力，但耐力也要有，不然容量太小就跑不遠。
2、按電解質(zhì)材料分
鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池（LIB）和聚合物鋰離子電池（PLB）。
液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì)（目前動力用電池多為此種）。聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替，這種聚合物可以是“干態(tài)”的，也可以是“膠態(tài)”的，目前大部分采用聚合物凝膠電解質(zhì)。關(guān)于固態(tài)電池，嚴(yán)格意義上的是指電極和電解質(zhì)均為固態(tài)的。
