都是三元鋰電池，為什么方形和圓柱有差別呢？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-22 20:06
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能量密度比指的是單位重量電池的容量。圓柱形單體按目前國內主流的18650 （1.75AH）來算，能量密度比可達215WH/Kg，方形單體按50AH來算能量密度比可達205WH/Kg。系統(tǒng)成組率18650在60%左右，方形在70%左右。
這樣算下來18650電池組系統(tǒng)能量密度比約為129WH/Kg，方形電池組系統(tǒng)能量密度比約為143WH/Kg。在未來18650和方形單體能量密度比達到一樣的時候，成組率更高的方形鋰電池組將有更明顯的優(yōu)勢。
倍率性
充放電倍率=充放電電流/額定容量，倍率越高的電池所支持的充電速度越快。國內制造主流水平能量型電芯18650在1C左右，方形可達1.5-2C左右（需處理好熱管理），距離政策目標的3C都還有一些距離。但是方形制造工藝會越來越完善達到既定目標3C是完全有可能的。
循環(huán)壽命
1C充1C放的情況下循環(huán)2000次，最好的方形電芯的剩余容量仍能達到80%，而最好的18650電芯容量僅剩70%。由此可見，方形電池的循環(huán)壽命優(yōu)于18650電池。
一致性
電芯的一致性是電芯企業(yè)最為頭痛的事，那對我們應用者來說，電芯數(shù)量越多，一致性越難控制。
假設一枚電芯的次品率是十萬分之一，圓形電芯電池組由7000根18650組成，方形電芯電池組由250塊電芯組成，一塊電池組沒有次品視為合格。那么圓形電芯電池組的合格率為0.99999^7000=93.2%，
方形電芯電池組的合格率為0.99999^245=99.7%。
當然關于電池一致性的理論知識比這復雜得多，在這里湃客只是舉個例子說明使用單體容量更大、數(shù)量更少的方形電芯電池組更有利于控制一致性。
制造成本
制造成本里包含物料成本、設備成本、人工水電場地成本和隱形輔料成本。現(xiàn)在主流企業(yè)18650的綜合成本可控制在0.5元/WH左右，方形的綜合成本大約0.8元/WH。
在新能源汽車產業(yè)崛起之前，18650電芯就已經在電子產品，工業(yè)設備等各個領域大量應用。但是18650電芯的單體容量比較低，不足以滿足電動車的要求，所以特斯拉又研發(fā)了21700型號。目前來說設備自動化程度高是圓柱企業(yè)最能節(jié)約人工成本的地方，但圓柱的產銷鏈條已經非常成熟，被壓縮的空間幾乎已經沒有了。
尺寸和電極厚度在方形電芯上來說還有很大進步空間，就尺寸來說越做越大，從最初的20AH到現(xiàn)在50AH的批量產品出現(xiàn)在市場上。容量越大攤到的WH成本越低，所以湃客認為真的到大容量方形量產的時候成本持平圓柱是完全可能的。而這三種元素中鎳和鈷是活性金屬，錳不參與電化學反應。一般來說，活性金屬成分含量越高，電池容量就越大，但當Ni的含量過高時，會引起Ni2+占據(jù)Li+的位置，加劇了陽離子混排，從而導致容量降低。
Co也是活性金屬，但能起到抑制陽離子混排的作用，從而穩(wěn)定材料層狀結構。
Mn作為非活性金屬主要起到穩(wěn)定反應提高安全性的作用。
鎳鈷錳三元材料通常可以表示為：LiNixCoyMnzO2 ，其中x+y+z=1。
人們發(fā)現(xiàn)，三元正極材料中鎳鈷錳比例可在一定范圍內調整，并且其性能隨著鎳鈷錳的比例的不同而變化。
通過大量的研究，世界各國提出了多個具有不同鎳鈷錳比例組成的三元材料體系，包括333，523，622， 811 體系等。
簡單來講第一個數(shù)字越大，電池的性能越強，生產難度越高，使用條件越苛刻。
