淺析圓柱型鋰離子電池在電動(dòng)車上的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

　　新能源汽車網(wǎng)訊 近日，江蘇天鵬電源有限公司總經(jīng)理陳璇女士在“2016中國新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展高峰論壇暨車企與動(dòng)力電池企業(yè)技術(shù)交流會(huì)”(以下簡稱“動(dòng)力電池交流會(huì)”)發(fā)表了題為“淺析圓柱型鋰離子電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)——從18650到20650/21700”的演講。

　　演講的主要內(nèi)容如下：

　　無論對(duì)于小型圓柱電芯用于EV有多少爭(zhēng)議，18650由于高能量密度和高性價(jià)比，成為越來越多乘用車和物流車的重要選擇。18650的優(yōu)點(diǎn)是成熟度高、一致性高、能量密度、成本、排布柔性高 ；缺點(diǎn)是數(shù)量多，pack難度高，質(zhì)量控制點(diǎn)多。而更大的單體電芯可以通過改變內(nèi)部設(shè)計(jì)，大幅度 提升壽命、倍率等，也讓Pack看起來更容易，但也同時(shí)會(huì)大幅降低能量密度(體積和重量)，降低了組裝時(shí)空間利用的靈活性，高能量密度的大尺寸電池，大多自動(dòng)化程度低，制程等不良帶來的成本很高，一致性差，且一旦失效，后果可怕。

　　目前，圓柱電芯的優(yōu)勢(shì)很大程度上得益于尺寸標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品成熟度與成本競(jìng)爭(zhēng)力，與標(biāo)準(zhǔn)化一定是強(qiáng)相關(guān)；更大的圓柱26/32等一直未能成為主流；呼之欲出的新尺寸20 / 21，是市場(chǎng)自身多種因素的測(cè)算平衡和基于18650現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)的兼顧的選擇！

　　什么類型的鋰電芯更適合？

　　單位體積容量與循環(huán)壽命、倍率、安全性是強(qiáng)相關(guān)因素： 容量每提升10%， 循環(huán)壽命大約會(huì)降低20%；容量每提升10%，充放電倍率降低30-40%；容量每提升10%，溫升大約會(huì)提高20%，且呈幾何級(jí)上升 ；能量密度越高， 安全性風(fēng)險(xiǎn)越大 。

　　18650用523+石墨體系，按新國標(biāo)，1C做到2.4AH已到了設(shè)計(jì)的極限，更高能量密度的材料(NCA、811等)本身穩(wěn)定性和制程控制，不是想象的那么容易 。所以，暫時(shí)還不太好用，但貴很多……

　　圓柱18650鋰離子電池發(fā)展面臨的諸多挑戰(zhàn)

　　電池能量密度要求不斷提高，提高了材料成本：a. 新材料如NCA、硅碳等新材料供應(yīng)鏈尚不成熟，成本高，供應(yīng)難以穩(wěn)定； b. 新材料制程對(duì)環(huán)境要求高，固定資產(chǎn)投資高，能耗巨大；單體電池容量低，PACK成組技術(shù)要求和成本偏高； 單體電芯最多適應(yīng)正單、負(fù)雙極耳結(jié)構(gòu)，而且對(duì)能量密度影響較為顯著； 高曲率部分比率較大，循環(huán)壽命受到較大影響； 高能量密度與高倍率充電同時(shí)要求時(shí)，設(shè)計(jì)空間已到極限。

　　更大直徑圓柱鋰離子電池將成為必然趨勢(shì) ：20/21相對(duì)18是更好的選擇

　　同體積下，能量密度優(yōu)勢(shì) ：適當(dāng)增加直徑和高度可以獲得更多的有效體積。

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