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都是三元锂电池,方形和圆柱有哪些差异?

来源:宝鄂实业    2019-05-07 16:11    点击量:
能量密度比指的是单位重量电池的容量。圆柱形单体按目前国内主流的18650 (1.75AH)来算,能量密度比可达215WH/Kg,方形单体按50AH来算能量密度比可达205WH/Kg。系统成组率18650在60%左右,方形在70%左右。(系统成组率可以想象在箱子里面放火腿,方火腿之间的缝隙更小所以系统成组率更高。)
这样算下来18650电池组系统能量密度比约为129WH/Kg,方形电池组系统能量密度比约为143WH/Kg。在未来18650和方形单体能量密度比达到一样的时候,成组率更高的方形锂电池组将有更明显的优势。
 
倍率性
充放电倍率=充放电电流/额定容量,倍率越高的电池所支持的充电速度越快。国内制造主流水平能量型电芯18650在1C左右,方形可达1.5-2C左右(需处理好热管理),距离政策目标的3C都还有一些距离。但是方形制造工艺会越来越完善达到既定目标3C是完全有可能的。
 
循环寿命
 
1C充1C放的情况下循环2000次,最好的方形电芯的剩余容量仍能达到80%,而最好的18650电芯容量仅剩70%。由此可见,方形电池的循环寿命优于18650电池。
 
一致性
 
电芯的一致性是电芯企业最为头痛的事,那对我们应用者来说,电芯数量越多,一致性越难控制。
 
假设一枚电芯的次品率是十万分之一,圆形电芯电池组由7000根18650组成,方形电芯电池组由250块电芯组成,一块电池组没有次品视为合格。那么圆形电芯电池组的合格率为0.99999^7000=93.2%,
 
方形电芯电池组的合格率为0.99999^245=99.7%。
 
当然关于电池一致性的理论知识比这复杂得多,在这里湃客只是举个例子说明使用单体容量更大、数量更少的方形电芯电池组更有利于控制一致性。
 
制造成本
 
制造成本里包含物料成本、设备成本、人工水电场地成本和隐形辅料成本。现在主流企业18650的综合成本可控制在0.5元/WH左右,方形的综合成本大约0.8元/WH。
 
在新能源汽车产业崛起之前,18650电芯就已经在电子产品,工业设备等各个领域大量应用。但是18650电芯的单体容量比较低,不足以满足电动车的要求,所以特斯拉又研发了21700型号。目前来说设备自动化程度高是圆柱企业最能节约人工成本的地方,但圆柱的产销链条已经非常成熟,被压缩的空间几乎已经没有了。