为何市场选用圆柱形电池？
来源：宝鄂实业
2019-05-04 11:02
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首先从电池性能和生产成本的角度，讲讲几种不同形状电池的特点。
圆柱形电池是最古老的电池形态，它的优点包括生产工艺成熟，产品良率高，电池结构稳定，应用范围广，综合性能突出，整体成本有优势。其缺点也比较明显，圆柱形电池一般采用钢壳或铝壳封装，会比较重，比能量相对较低。而且安全性较差，电池循环寿命较短。而且因为体积小巧可以在很多范围内使用。
随着动力电池兴起，方形电池在国内应用普及率越来越高。而且相对于圆柱形电池，方形电池结构简单，重量较轻比能量较高。由于方形可依需求定制尺寸，故市场上型号较多，工艺很难统一，对成本来说是个挑战。
目前市场上还有软包电池，软包电池与圆柱形及方形相比，因其外包装为铝塑材料制成，只会鼓涨而不会爆炸，故安全性能更好，而且重量也更轻便。其形状可以依据需求定制，可以做到超薄，也可以做成圆柱形方形或三角形等。另外软包电池容量更大、内阻更小、寿命更长，总的来说软包电池性能更好。但是软包电池目前型号较少，开发成本较高。
三、21700与18650电池的博弈
依照我国最新实施的国标文件GB／T34013－2017《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》，延续使用IEC对电池尺寸型号的命名方式，规定了“蓄电池产品尺寸规格通用要求”、“尺寸公差要求”和“尺寸范围要求”，其中圆柱形电池规格尺寸有18650、21700、26650、26700、32700和32134等；方形电池有从65mm到217mm多种不同尺寸。
当前为了提升电池系统能量密度和减少电芯数量、从而降低成本，无论是方形、圆柱还是软包电池都出现了单体电芯尺寸扩大化的发展趋势。比较明显的是，当前圆柱电池领域出现了18650向21700／26650升级的现象。
18650和21700是目前两种主流型号。新型21700具有四大显著的优势：
（1） 电池单体容量提升35％。以特斯拉生产的21700电池为例，从18650型号切换至21700型号后，电池单体电池容量可以达到3～4．8Ah，大幅提升35％。
（2）电池系统能量密度提升约20％。斯特拉披露的数据来看，早期使用的18650电池系统能量密度约250Wh／kg，后来其生产的21700电池系统能量密度在300Wh／kg左右，21700电池的体积能量密度比原有的18650高出近20％。
（3）系统的成本预计下降9％左右。从特斯拉披露的电池价格信息分析，21700电池的动力锂电池系统售价为170美元／Wh，而18650电池系统的售价为185美元／Wh。在Model3上使用21700电池后，仅电池系统成本就可以下降约9％。
（4）系统的重量预计下降10％左右。综合前文可知，21700整体体积大于18650，随着单体容量提升后，单体能量密度更高，所以同等能量下所需电池单体的数量可减少约1／3，在降低系统管理难度的同时也将减少电池包采用的金属结构件及电气配件的数量，这进一步降低了电池的重量。三星SDI改用一套新型21700电池之后，发现系统相比目前的电池减少10％重量。
保持了18650型电池所具有的高可靠性和稳定的性能， 21700电池性能在各方面均比18650有较大提升。此外，相较于其他电池型号，21700从电池原材料选用、制作工艺和技术流程等方面，都和技术较成熟的18650电池相似。因此18650与21700的产线大部分可以兼容，部分企业比较稳妥的办法是在生产线上做文章，将生产线向21700和18650兼容上靠拢。一些企业的生产线从国外进口，但组装上都是自己进行，因此可以投入较少的成本实现18650向21700的转化。
四、21700暴风来袭，掀起电池企业产品更迭浪潮
18650是最早由日本SONY公司开发，当年为了节省成本而定下的一种标准性的锂离子电池型号。18650作为传统电池电芯，技术比较成熟，生产厂家较多，适配性很强，可以在3C数码、无人机、电动工具等领域消化。而随着新能源汽车兴起，动力电池成为电池企业关注焦点。
特斯拉在生产电动汽车的时候，当年只有18650电池，但18650电池并非为动力电池而生。2008年，特斯拉首款车型便与松下展开合作，采用18650钴酸锂电池作为其动力电池。2017年1月4日，特斯拉宣布与松下联合研发的新型21700电池开始量产，并强调这是目前可量产电池中能量密度最高且成本最低的电池。
2017年1月9日，三星SDI在松下之后适时推出了相同规格的新型电池21700。LG也表示21700电池将在2021年量产。由此21700掀起电池产品改革热潮，国内外企业趋之若鹜研发生产21700动力电池，宣告全球动力电池正式进入21700时代。反过来看Tesla，18650电池的个头比较小，在正常充放电时单体电池内部的温差也不会太大。但是，6000多个单体电池的温差也应当保持在不超过5°C的范围内，这是一件非常困难的事情。但是，Tesla做到了。怎么做到的？Tesla 的电池管理系统 (BMS) 相比其他电动汽车有哪些优势？
这些管道是冷却液的流道，流道均匀分布在电池模组中间，能让每只电芯能很好地跟水管接触，这样每只电芯在冷却时带走的热量也几乎一样，温差也就可以有效地控制在很小的范围内。
