详解圆柱、方形和软包锂电池结构特点
来源：宝鄂实业
2019-04-12 16:39
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一、圆形锂电池
圆形锂电池是指圆柱型锂电池，最早的圆柱形锂电池是由日本SONY公司于1992年发明的18650锂电池，因为18650圆柱型锂电池的历史相当悠久，所以市场的普及率非常高，圆柱型锂电池采用相当成熟的卷绕工艺，自动化程度高，产品传品质稳定，成本相对较低。圆柱型锂电池有诸多型号，比如常见的有14650、17490、18650、21700、26650等。圆柱型锂电池在日本、韩国锂电池企业中较为流行，中国国内也有相当规模的企业生产圆柱型锂电池。
随着电动汽车市场的进一步扩大和对续航里程要求的不断提升，整车企业对动力电池在能量密度、制造成本、循环寿命和产品附加属性等方面都提出了更高的要求。在原材料领域尚未获得巨大突破的前提下，适当增大圆柱电池的体积以获得更多的电池容量便成为一种可探索的方向。目前，特斯拉已经启动了21700电池的规模化生产，并计划用于特斯拉汽车Model3上，如果在特斯拉其他车型上测试通过，将全部替换掉之前使用的18650电池，特斯拉的做法或将在世界范围内引领一股“21700风潮”。
二、方形锂电池
方形锂电池通常是指铝壳或钢壳方形电池，方形电池的普及率在国内很高，随着近年汽车动力电池的兴起，汽车续航里程与电池容量之间的矛盾日渐突显，国内动力电池厂商多采用电池能量密度较高的铝壳方形电池为主，因为方形电池的结构较为简单，不像圆柱电池采用强度较高的不锈钢作为壳体及具有防爆安全阀的等附件，所以整体附件重量要轻，相对能量密度较高。方型电池有采用卷绕和叠片两种不同的工艺。
但由于方形锂电池可以根据产品的尺寸进行定制化生产，所以市场上有成千上万种型号，而正因为型号太多，工艺很难统一。方形电池在普通的电子产品上使用没有问题，但对于需要多只串、并联的工业设备产品，最好使用标准化生产的圆柱形锂电池，这样生产工艺有保证，以后也更容易找到可替换的电池。
三、软包锂电池
软包锂电池所用的关键材料—正极材料、负极材料及隔膜—与传统的钢壳、铝壳锂电池之间的区别不大，最大的不同之处在于软包装材料(铝塑复合膜)，这是软包锂电池中最关键、技术难度最高的材料。软包装材料通常分为三层，即外阻层(一般为尼龙BOPA或PET构成的外层保护层)、阻透层(中间层铝箔)和内层(多功能高阻隔层)。
软包电池的包装材料和结构使其拥有一系列优势，电动知家公众号总结下，比如，安全性能好，软包电池在结构上采用铝塑膜包装，发生安全问题时，软包电池一般会鼓气裂开，而不像钢壳或铝壳电芯那样发生爆炸；重量轻，软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻40%，较铝壳锂电池轻20%;内阻小，软包电池的内阻较锂电池小，可以极大的降低电池的自耗电；循环性能好，软包电池的循环寿命更长，100次循环衰减比铝壳少4%～7%；设计灵活，外形可变任意形状，可以更薄，可根据客户的需求定制，开发新的电芯型号。软包电池的不足之处是一致性较差，成本较高，容易发生漏液。成本高可通过规模化生产解决，漏液则可以通过提升铝塑膜质量来解决。
四、技术特性对比分析
1.电池形状：方形锂电池可以任意大小，所以是圆柱电池不能比的。
2.倍率特性：圆柱形锂电池焊接多极耳的工艺限制，所以倍率特性稍差于方形多极耳方案
3.放电平台：采用相同的正极材料、负极材料、电解液所以理论上放电平台是一致的，但是方形电池内阻稍占优势，所以放电平台稍微高一点。
4.产品质量：圆柱锂电池工艺非常成熟，极片公有二次分切缺陷机率低，且卷绕工艺较叠片工艺成熟度及自动化程度都要高叠片工艺目前还在采用半手工方式，所以对于电池的品质存在不利影响。
5.极耳焊接：圆柱锂电池极耳较方形锂电池更易焊接，方形电池易产生虚焊影响电池品质。
6.PACK成组：圆形电池相对具有更易用特点，所以PACK方案简单，散热效果好，方形电池PACK时要解决好散热的问题。
7.结构特点：方形电池边角处化学活性能较差，长期使用电池性能下降较为明显。
总之，无论圆柱、方形还是软包电池，目前之所以都能快速发展，是因为它们在各自擅长的应用领域，都得到了很好的应用。国内动力电池厂家都在预言方形会成为动力电池的主流，但是以Tesla为代表的圆柱动力电池应用厂家，在技术上不断创新，整车电池能量密度不断提升，电池性能表达更卓越。
动力电池市场钛酸锂电池将与三元锂电池、磷酸铁锂电池三足鼎立？
“主流与非主流的判断标准，不是各执一词的的辩驳。
如今有些人看待问题，习惯了先问是非，急于谈论对错。但唯物辩证法认为，事物是运动发展的，主流与非主流之间并非存在永恒的界限。
100多年前的马车时代，汽车是非主流；旧时期的煤油灯时代，电灯泡是非主流……淘宝和微信等新事物出生初期，皆不是主流。无数的历史事实证明，不负责任的“盖棺定论”的做法，结局往往是“啪啪”地“打脸”。
遗憾地是，许多人面对事物时，只能从自身有限的视野、立场和特定的时空中去判断，不能突破自身的局限性去看待问题。
主流只是相对概念
人类用了几万年的时间，从石器过渡到了火的文明，又用了几千年，进化到农耕文明，又是几千年，工业文明的时代来临，这期间的技术更迭，没有一次不是所谓的“非主流”取代了曾经的“主流”。
不知从何时起，“主流”二字的另一种说法似乎变成了“我牛我怕谁”，就像大家现在提起“情怀”二字一样，有些变了味道。
近日，董明珠和银隆新能源再次登上热门，宁德时代总裁黄世霖公开表示，如今董明珠搭上全部身家投资的钛酸锂电池，由于能量密度相对比较低，将来不会太主流，其并不十分看好该项技术。
仅仅拿不“主流”来评判动力电池的好坏，这样的逻辑显得有些牵强。
真理是具有相对性和无限性，万事万物的判断标准岂能如此单一绝对？
当年，伽利略在比萨斜塔上扔的两个小铁球，彻底推翻了以亚里士多德等“主流权威”为代表的古希腊力学学说，也正是此套“不主流”的理论，让牛顿在此基础上提出 “三大定律”。
2015年，银隆全年销售订单近7000辆，年增长率2228％，迅速成长为我国新能源产业的领军企业之一。
从收购美国奥钛到如今研发出第四代高能量密度钛酸锂电池，难道说银隆不是看好了钛酸锂电池的未来发展潜力和巨大商机？而大连万达集团、中集集团等优秀资本对银隆的投资难道只是因为“人傻钱多”，或单纯为了董明珠的人情？商场如战场，精明的企业家自然是看到了钛酸锂的发展前景。
董明珠直言：有些人“鼠目寸光，只看眼前三分地”。万达集团董事长王健林在入股银隆时表示：“企业家作用在于有前瞻性，能够看到别人看不到的点”。
“主流”二字不是判断企业好坏的标准，消费者的智商也永远在线，市场才是“试金石”，企业有没有真本事，是瞒不过他们的。
没有一种动力电池是完美的
用事实和真本事说话，才是检验事物对错的标准，“主流”二字，不过是被时代所扣的一个帽子。
当前，国内新能源汽车发展现状来看，电池种类可谓丰富多样，而市场对电池最关心的关键指标集中在五大方面：安全稳定性能、循环寿命、耐宽温性、充电速度和能量密度。
就动力电池而言，目前，三元锂电池和磷酸铁锂电池以及钛酸锂电池在电动车领域都有应用。
由于三元锂电池能力密度高，续航里程相对较长，国内车企乘用车纷纷转向使用三元锂电池，包括北汽、比亚迪、江淮等。但三元锂电池却存在安全性差、耐高温性差、寿命差等缺点，2016年初，还被工信部叫停，暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。
相比三元电池，磷酸铁锂电池，由于安全性能稳定、高温性能好、重量轻等优势，越来越多的活跃在电动客车市场。但低温性能差，正极材料振实密度小等缺陷，在微型电池方面不具有优势。
格力电器与珠海银隆轰轰烈烈合作之后，钛酸锂电池——早前并未受到市场太多关注的动力电池，也因此从幕后走到了台前。董明珠在多个场合表示要做“把金子从沙子里刨出来的人”。那么，董明珠之于钛酸锂电池，能否做到像王传福之于磷酸铁锂电池，马斯克之于三元锂电池一样成功呢？
钛酸锂电池也是锂电中寿命最长、安全最高的电池。论生命周期，普通锂离子电池约为1000—2000次循环，钛酸锂则是3万次循环，是前者的15倍。而且银隆新能源已掌握全球顶尖钛酸锂核心技术，攻克了业内公认的“五大问题”，实现6分钟快速充电、耐宽温、30年循环使用寿命、不起火不爆炸等优良特性。
在动力电池领域，电池的能量密度低成为行业部分人士抨击钛酸锂电池“不是主流”的原因所在。
在多个场合，银隆都公开承认过钛酸锂电池存在能量密度低的问题。同时银隆也已向社会表示，其已在积极研发和改进这一缺点，如今，银隆所研发的第四代高能量密度钛酸锂电池，与第三代相比成本下降40％，能量密度提高60％。另外，银隆还掌握了氢钛研发这一核心技术，将有效解决电池能量密度的问题，并通过钛酸锂电池和燃料电池的两者结合，成功解决了新能源汽车续航里程的难题。
不妨多给科技一些时间和尊重
“中国有十三亿人口，难道就没有在智商、个性、创新力方面抵得上乔布斯的年轻人？如果按比例来看，绝对有。他们就像种子一样，但可惜落到了一个不宽容的文化土壤上。宽容是创新之水，如果没有宽容之水浇灌，那这土壤就很难支持创新，再好的种子落到这个土壤上，也长不出乔布斯来。”360创始人周鸿祎曾清晰地表示。
一个新事物的起步阶段，往往被大家不理解、不信任，表现好的时候叫他狂人，不好的话会骂他是疯子，是骗子。而一旦他把原来挨骂的事做成了，把企业做得成百亿上千亿了，又会到处有人给他树碑立传，把他捧成了神……
“枪打出头鸟”这样的国人心理不知道扼杀了多少人的念头？科技创新喊了这么多年，在现实的生活中，对那些的“创新之举”，能否多给一点宽容与鼓励。
我们看到正是因为有雷军与小米、马云与淘宝以及其他数之不尽的创业者与创业公司敢于选择一条打破常规、追求卓越的创新之路，千千万万的用户也可能因此有机会享受更好的产品和服务。
在如今这个万物更迭的时代，社会在发展，科技在进步。
当前，钛酸锂电池与磷酸铁锂电池的能量密度差距正在不断缩小，再加上钛酸锂电池技术进入补贴政策目录这一利好因素刺激，业界乐观预计，3到 5 年里，钛酸锂电池将可快速发展，并与三元锂电池和磷酸铁锂电池一起在动力锂电池市场形成三足鼎立的局面。
