后18650時代 圓柱電池在電動汽車領(lǐng)域趨勢探討

　　 近日，江蘇天鵬電源有限公司總經(jīng)理陳璇近日做了題為“淺析圓柱型鋰離子電池在電動汽車上的應(yīng)用與發(fā)展趨勢——從18650到20650/21700”的演講。

　　無論對于小型圓柱電芯用于EV有多少爭議，18650由于高能量密度和高性價比，成為越來越多乘用車和物流車的重要選擇。

　　18650的優(yōu)點是成熟度高、一致性高、能量密度、成本、排布柔性高；缺點是數(shù)量多，pack難度高，質(zhì)量控制點多。而更大的單體電芯可以通過改變內(nèi)部設(shè)計，大幅度提升壽命、倍率等，也讓Pack看起來更容易，但也同時會大幅降低能量密度(體積和重量)，降低了組裝時空間利用的靈活性，高能量密度的大尺寸電池，大多自動化程度低，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)品成熟度與成本競爭力，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，是市場自身多種因素的測算平衡和基于18650現(xiàn)有優(yōu)勢的兼顧的選擇。

　　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%，溫升大約會提高20%，且呈幾何級上升；能量密度越高，安全性風(fēng)險越大。

　　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要求時，設(shè)計空間已到極限。

　　更大直徑圓柱鋰離子電池將成為必然趨勢：20/21相對18是更好的選擇

　　同體積下，能量密度優(yōu)勢：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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