18650要被21700取代?動力電池布局轉變只是一個起點

2020-12-02 OFweek維科網

電池家族中種類繁多,但是目前市場量產和重點研究開發的型號相對集中,21700上市到現在僅僅一年時間,就具摧枯拉朽之勢,已經引領了電池企業布局高潮。傳統的18650應用十分廣泛,保持高市場佔有率,未來是否會被21700取代?本文將進行簡要分析。

一、什麼是18650電池和21700電池?

電池行業領域通用的是一種IEC國際標準。IEC(國際電工委員會International Electrical Commission)為了促進世界電工電子領域的標準化而制定了IEC電池標準。IEC61960就是針對鋰電池電芯及電池產品的電性能指標參數(容量、循環、內阻等)進行規範的標準。

根據IEC61960標準,鋰電池電芯型號標識主要由以下部分組成:

第一部分(3個字母):

第1個字母表示電池的負極材料。I表示有內置電池的鋰離子,L表示鋰金屬電極或鋰合金電極。

第2個字母表示電池的正極主要活性材料。C表示基於鈷的電極,N表示基於鎳的電極,M表示基於錳的電極,V表示基於釩的電極,以及T表示基於鈦的電極。

第3個字母表示電池的形狀。R表示圓柱形的電池,L表示方形的電池。

第二部分(5/6位數字):

圓柱形電池字母後跟5位數字代表電池尺寸規格,前兩位代表圓形直徑(mm)、中間兩位代表電池高度(mm)*10,最後一位沒有含義為0。當以上任意規格>=100mm,兩個數字之間加「/」。常見的型號如14500,14650, 17490,18500, 18650,26500。

常見圓柱形電芯規格型號:比克18650 2200mAh 3.7V ,三洋18650 2500mAh 3.7V。

方形電池字母後跟6位數字,同樣也代表電池尺寸規格,前兩位代表電池厚度(mm),中間兩位為電池寬度(mm),最後兩位為電池高度(mm)。當以上任意規格>=100mm,兩個數字之間加「/」;當以上任意規格<1mm,則在此尺寸前加字母「t」,並將此單位擴大10倍。常見比克、三洋方型電芯規格型號:比克063450A 1200mAh 3.7V ,三洋UF103450P 1880mAh 3.7V。

方形電池在規格最後可加一位字母,表示電池材質,S代表鋼殼,A代表鋁殼。

最後,可再加一位數字,表示並聯的電池單體數量,如果為1則不顯示。

˙ ICR18650型號表示:圓柱形鋰離子電池,正極主要材料為鈷,直徑18mm,高度65mm

˙ ICR20/1050型號表示:圓柱形鋰離子電池,正極材料為鈷,直徑20mm,高度105mm

˙ ICP063048S型號代表:方形二次鋰離子電池,正極主要材料為鈷,厚度為6毫米,寬度為30毫米,高度為48毫米,S代表鋼殼

˙ ICPt733448型號表示:方形二次鋰離子電池,正極材料為鈷,厚度為0.7mm,寬度為34mm,高度為48mm。

二、為何市場選用圓柱形電池?

首先從電池性能和生產成本的角度,講講幾種不同形狀電池的特點。

圓柱形電池是最古老的電池形態,它的優點包括生產工藝成熟,產品良率高,電池結構穩定,應用範圍廣,綜合性能突出,整體成本有優勢。其缺點也比較明顯,圓柱形電池一般採用鋼殼或鋁殼封裝,會比較重,比能量相對較低。而且安全性較差,電池循環壽命較短。而且因為體積小巧可以在很多範圍內使用。

隨著動力電池興起,方形電池在國內應用普及率越來越高。而且相對於圓柱形電池,方形電池結構簡單,重量較輕比能量較高。由於方形可依需求定製尺寸,故市場上型號較多,工藝很難統一,對成本來說是個挑戰。

目前市場上還有軟包電池,軟包電池與圓柱形及方形相比,因其外包裝為鋁塑材料製成,只會鼓漲而不會爆炸,故安全性能更好,而且重量也更輕便。其形狀可以依據需求定製,可以做到超薄,也可以做成圓柱形方形或三角形等。另外軟包電池容量更大、內阻更小、壽命更長,總的來說軟包電池性能更好。但是軟包電池目前型號較少,開發成本較高。

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  • 18650電池和21700電池全面對比
    傳統的18650電池具有成熟的配套產業鏈,成本低廉,是一種理想的鋰離子電池,在消費電子領域得到了廣泛的應用。但是18650電池容量較小,在動力電池領域應用時,往往需要上萬隻單體電池組合成為電池組,因此導致電池組的管理難度大幅上升,因此在特斯拉的帶領下,掀起了一場21700替換18650電池的風暴。
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    什麼是21700電池?21700鋰電池技術優勢。與18650電池一樣,特斯拉21700電池也是圓柱形鋰電池中的一種。21700型鋰電池能量密度比我們熟知的18650型電池更高,而且成組之後成本反而會降低。
  • 一文了解18650與21700電池
    編者按:18650電池與21700電池未來發展如何,且拭目以待。   隨著近幾年新能源汽車的火熱發展,鋰電池也隨之大火。
  • 18650/21700電池性能、成本大比拼
    同時我們還注意到在相同的負極厚度下,幾種不同結構的電池能量密度是比較接近的,電池的結構對於能量密度的影響比較小。下圖為18650、20700和21700三種電池的內阻與電池能量之間的關係,從圖中我們能夠注意到電池的內阻明顯分為了兩大陣營,18650電池陣營,20700和21700陣營,18650電池的內阻要明顯高於21700和20700電池。
  • 從18650到21700,圓柱電池真的越大越好嗎?
    >7月3日,智慧能源正式公布其21700電池生產計劃,智慧能源將新建6條21700產品生產線;7月20日,蘇州力神年產4GWh 21700動力電池項目正式宣布投產。21700有何神奇之處21700與18650電池最直觀的區別就是尺寸變大了。
  • 18650與21700有什麼區別?
    18650與21700體積對比(1)同種材料,21700鋰電池相比常見的18650鋰電池容量高35%以上。電池單體容量提升35%。以特斯拉使用的21700鋰電池為例,從18650型號切換至21700型號後,電池單體容量可以達到3~4.8Ah,大幅提升35%。(2)電池系統能量密度提升約20%。特斯拉披露的數據來看,早期使用的18650電池系統能量密度約250Wh/kg,後來其使用的21700鋰電池系統能量密度在300Wh/kg左右,21700電池的體積能量密度比原有的18650高出近20%。
  • 18650電池將退出汽車領域?將被哪種電池取代?
    18650圓柱電池是最早應用在電動汽車上的動力電池,但目前它在電動汽車動力電池上的應用卻越來越少。sSOednc2019年上半年,18650圓柱動力電池在新能源汽車上裝機佔比為3.7%,而去年全年18650佔比在6.7%,還有進一步下降趨勢。
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    據說特斯拉在進行電動汽車電池開發時,測試了很多種類的電池,最後才將18650電芯作為新能源電動汽車電池的技術路線。那麼為什麼特斯拉最後又宣布改用21700鋰電池呢? 18650是日本SONY公司當年為了節省成本而定下的一種標準性的鋰離子電池型號,18650作為傳統電池電芯,技術比較成熟,適配性很強,可以在3C數碼、無人機、電動工具等領域消化,是商業化最早,生產自動化程度最高,當前成本最低的一種動力電池。而 21700鋰電池是為了適應電動汽車對更長續行裡程的要求,為提高車輛電池空間有效利用率,而開發出的新型號。
  • 遠東福斯特3GWh 21700動力鋰電池項目投產 動力電池市場再添強勁動力
    遠東福斯特3GWh 21700動力鋰電池項目投產 動力電池市場再添強勁動力-獨家觀察-電池中國網    據悉,本次投產的21700動力鋰電池能量密度較目前主流的18650提升5%-20%,單體容量提升35-40%。以遠東福斯特此次投產的21700-4.5Ah電池為例,能量密度在240Whh/kg以上,計劃明年投產的21700-5.0Ah電池能量密度將達到260Wh/kg。此外,21700動力鋰電池還具有內阻低、循環壽命長、性能穩定、性價比高、安全無汙染等優勢。
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