杏彩体育:科普:浅谈圆柱型电芯类型

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  作为新能源汽车的“大心脏”,动力电池近年发展迅速,无论是产业规模,还是产品类别都有长足发展。众所周知,搭载在产品上的动力电池往往并不是单一电池,是由若干电芯模组化装配组成的,这些电芯基于不同的应用场景,于是出现了不同的电芯类型。

  电芯是指电池中的核心组件,通常是一个能够存储和释放电能的化学能量储存装置。电芯的外观通常可以用来区分不同类型的电池。基于电芯外观类型进行分类,可将其分为圆柱电芯、软包电芯、以及方形电芯。

  圆柱型电芯发展悠久,自有干电池推出以来,电池基本都是以圆柱型外观为主。然而,随着新能源产业和储能产业的发展,电池类型逐渐丰富起来。而作为经典外观类型的“圆柱型电芯”也有了一定进化。在动力电池逐渐衍生出18650、21700、26650等类型。

  圆柱型电芯制作工艺成熟,外形也比较严整,所以为了区分其规格和成分。有一套成熟的命名方式。其命名规则通常基于其尺寸、形状、化学成分和其他特性。以下是一些常见的圆柱形电芯命名规则的要点:

  尺寸标识: 电池的尺寸通常由其直径和长度表示。例如,18650电池的直径为18毫米,长度为65毫米,0指的是圆柱型。

  化学成分标识: 电池的化学成分也可能被包含在其名称中。例如,锂离子电池通常被标识为Li-ion。

  电池类型标识: 电池类型也可能在名称中得到反映,例如,锂聚合物电池(Li-Polymer)。

  容量标识: 电池的容量通常以毫安时(mAh)或安时(Ah)为单位表示,表示电池能够在一定电流下供应电能的时间。

  举例来说,一个典型的18650电池可能有如下命名:18650Li-ion 2500mAh,这表示这是一种直径为18毫米、长度为65毫米的锂离子电池,容量为2500毫安时。

  这只是一种通用的命名规则示例,实际上可能会有一些变化。在购买电池时,建议查看电池的规格表和制造商提供的信息,以确保选择的电池符合特定应用的要求。

  1、普通用圆柱形锂离子电池由外壳、盖帽、正极、负极、隔膜及电解液组成。一般电池外壳为电池的负极,盖帽为电池的正极,电池外壳采用镀镍钢板。

  2、动力型圆柱形电池重要差别在于电池的导电连接结构,因为动力锂电池一般应用电流比较大,要专门的大电流结构设计。

  圆柱电芯一般外披钢壳或铝壳,结构稳定、能量密度高。圆柱锂电池电芯一般用于动力电池上,比如典型的特斯拉Model 3搭载的21700电芯,一度让21700风靡电芯市场。

  然而,圆柱型电芯也并非都是优点,它的缺点同样也比较明显。比如饱受诟病的空间利用率问题,圆柱外形在模组化的情况下,会造成较大的空间浪费,这点远逊于更利于堆叠的软包和方形电芯。

  圆柱形电芯通常具有相对较高的能量密度,这意味着它们能够提供相对较大的电能存储在相对小的体积内。一般单节圆柱式锂电池的额定能量密度在300~500Wh/kg之间,其比功率可达100W以上。根据不同型号规格的产品,该类产品的实际性能有所差异。

  由于其圆柱形状,电芯表面积相对较大,这有助于散热。这对于电池在高负载或高温条件下的性能稳定性至关重要。当然散热性能相比软包电池还是有所差距,软包电池的比热面积更大,但是,软包电池外壳相对柔软,容易因此破发生漏液。

  首先,圆柱形电芯的设计通常能够提供较长的循环寿命,尤其是在可充电电池中;其次,圆柱型电芯生产工艺成熟、PACK成本较低、电池产品良率较高、散热性能好,也提高了使用寿命。

  首先,圆柱形电池一般为密封蓄电池,使用过程中不存在维护问题;然后,电池外壳一般耐压高,使用过程中不会出现如方形、软包装电池膨胀等现象。

  圆柱形电芯的形状可能会导致在设备内部空间利用效率较低,特别是在一些紧凑型设备中。相对于方形电芯,圆柱形电芯在堆叠时可能会留下较多的空隙,导致空间浪费。

  相较于一些其他形状的电芯,圆柱形电芯在相同容量下的重量可能较大,这对于一些轻量化要求较高的应用可能不太适合。尤其在动力电池上,会增加车辆的自重,影响续航里程。

  相对于软包电芯等柔性电芯,圆柱形电芯在形状上相对刚性,因此在某些特殊设计需求下可能不太灵活。这种较差的可塑性使得装配方式极为固定,欠缺灵活性。

  圆柱型电芯类型丰富,根据各自的性能特点在不同领域都有特殊应用。小编整理了14500、16340、18650、21700、26650、46800等六款电芯。

  为方便大家直观了解这些电芯的区别,我们汇总了6种电信的主要信息,制成表格,大家可以自行对比,以下为电芯详情:

  14500电池是一种直径为14毫米、高度为50毫米的锂电池。这种电池一般为3.7V或3.2V,标称容量相对较小,比10440电池大一点,一般为1600mah,放电性能优越,应用领域主要是消费电子,如无线音频、电动玩具、数码相机等。

  16340电池是一种直径为16毫米、高度为34毫米的锂电池。也被称为 CR123A 或 RCR123A 电池。其标称电压通常为3.7伏特,这是锂离子电池的典型工作电压。

  容量可以因制造商和型号而异,但一般在600毫安时(mAh)到1200mAh之间。这决定了电池能够在一次充电中提供的电能。16340 电池常用于一些特殊的电子设备,例如高亮手电筒、激光指示器、照相机闪光灯等,因为它们相对小巧但能提供较高的电能密度。

  18650电池是一种直径为18毫米、高度为65毫米的锂电池。18650是锂离子电池的鼻祖--日本SONY公司当年为了节省成本而定下的一种标准性的锂离子电池型号。

  它最大的特点是能量密度非常高,几乎达到170瓦时/公斤。因此,这种电池是一种性价比很高的电池。我们经常看到的大多数电池都是这种电池,因为它是一种相对成熟的锂电池,在各个方面都具有良好的系统质量稳定性。

  18650电池寿命理论为循环充电1000次,由于单位密度容量很大,所以大部分用于笔记本电脑电池。除此之外,因18650在工作中的稳定性能非常好,广泛应用于各大电子领域:常用于高档强光手电、随身电源,无线数据传输器,电热保暖衣、鞋,便携式仪器仪表,便携式照明设备,便携式打印机,工业仪器,医疗仪器等

  21700电池是一种直径为21毫米、高度为70毫米的锂电池。由于其体积增大,空间利用率增大,可提高电池单体和系统的能量密度,其体积能量密度远高于18650电池,广泛应用于数码、电动汽车、平衡车、太阳能锂电池路灯、LED灯、电动工具等。

  21700电池最早是由松下为美国特斯拉公司开发的。在2017年1月4日的投资者见面会上,特斯拉宣布与松下联合研发的新型21700电池开始量产,这款电池将在Gigafactory超级电池工厂生产。特斯拉CEO马斯克表示,21700型电池的电量密度是目前世界上能量密度最高且成本最低的电池,售价也将更平易近人。

  以Model 3的21700型电池系统为例,能量密度在300Wh/kg左右,比原来Model S使用的18650电池能量密度提升20%以上,单体容量提升35%,系统成本降低9%左右。从一开始,21700巨大的优势便引发业界广泛关注和研究。

  26650电池是一种直径为26mm、高度为65mm的锂电池,标称电压为3.2V。标称容量为3200mah,这种电池具有优良的容量和高度的一致性,已逐渐成为18650电池的替代趋。



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