圆柱、方形和软包锂电池结构及特性简析

概念简介

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。

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。

聚合物锂电池是使用高分子胶态或固态电解质的类方型电池，它们的制作工艺相似度很高，目前市场上的软包电池多属于聚合物电池，聚合物锂电池多用于手机、平板等高端3C产品上，因为高分子电解质全凭人工合成，所以成本较高，目前应用到动力电池上，还没有成本优势。而且软包电池因为没有坚硬的外壳保护，极易发生危险，所以使用时一定做好相应发全措施。

下面从技术特性角度作一下对比分析

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。

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，不过钜大现在已经研发并量产了30C磷酸铁锂2500mAh圆柱形26650锂电池。

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。

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。

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。

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。

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。近期，特斯拉官方公开数据显示：整车电池1200次循环，即在连续开24年后电池容量仍然可以达到出厂容量的95%，要知这是国内方形动力电池无法企及的高度。