后18650时代圆柱电池在电动汽车领域趋势探讨

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时间：2016-10-29 02:00:02

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后18650时代圆柱电池在电动汽车领域趋势探讨　　近日，江苏天鹏电源有限公司总经理陈璇近日做了题为“浅析圆柱型锂离子电池在电动汽车上的应用与发展趋势—&

　　近日，江苏天鹏电源有限公司总经理陈璇近日做了题为“浅析圆柱型锂离子电池在电动汽车上的应用与发展趋势——从18650到20650/21700”的演讲。

　　无论对于小型圆柱电芯用于EV有多少争议，18650由于高能量密度和高性价比，成为越来越多乘用车和物流车的重要选择。

　　18650的优点是成熟度高、一致性高、能量密度、成本、排布柔性高；缺点是数量多，pack难度高，质量控制点多。而更大的单体电芯可以通过改变内部设计，大幅度提升寿命、倍率等，也让Pack看起来更容易，但也同时会大幅降低能量密度(体积和重量)，降低了组装时空间利用的灵活性，高能量密度的大尺寸电池，大多自动化程度低，制程等不良带来的成本很高，一致性差，且一旦失效，后果可怕。

　　目前，圆柱电芯的优势很大程度上得益于尺寸标准化、产品成熟度与成本竞争力，与标准化一定是强相关；更大的圆柱26/32等一直未能成为主流；呼之欲出的新尺寸20/21，是市场自身多种因素的测算平衡和基于18650现有优势的兼顾的选择。

　　什么类型的锂电芯更适合？

　　单位体积容量与循环寿命、倍率、安全性是强相关因素：容量每提升10%，循环寿命大约会降低20%；容量每提升10%，充放电倍率降低30-40%；容量每提升10%，温升大约会提高20%，且呈几何级上升；能量密度越高，安全性风险越大。

　　18650用523+石墨体系，按新国标，1C做到2.4AH已到了设计的极限，更高能量密度的材料(NCA、811等)本身稳定性和制程控制，不是想象的那么容易。所以，暂时还不太好用，但贵很多……

　　圆柱18650锂离子电池发展面临的诸多挑战

　　电池能量密度要求不断提高，提高了材料成本：a.新材料如NCA、硅碳等新材料供应链尚不成熟，成本高，供应难以稳定；b.新材料制程对环境要求高，固定资产投资高，能耗巨大；单体电池容量低，PACK成组技术要求和成本偏高；单体电芯最多适应正单、负双极耳结构，而且对能量密度影响较为显着；高曲率部分比率较大，循环寿命受到较大影响；高能量密度与高倍率充电同时要求时，设计空间已到极限。

　　更大直径圆柱锂离子电池将成为必然趋势：20/21相对18是更好的选择

　　同体积下，能量密度优势：适当增加直径和高度可以获得更多的有效体积。

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