一、什么是圓柱鋰電池？

1、圓柱形電池的定義

圓柱形鋰電池分為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鈷錳混合、三元材料不同體系，外殼分為鋼殼和聚合物兩種，不同材料體系電池有不同的優(yōu)點。目前，圓柱主要以鋼殼圓柱磷酸鐵鋰電池為主，這種電池的表現(xiàn)為容量高、輸出電壓高、良好的充放電循環(huán)性能、輸出電壓穩(wěn)定、能大電流放電、電化學性能穩(wěn)定、使用安全、工作溫度范圍寬、對環(huán)境友好，廣泛應用于太陽能燈具、草坪燈具、后備能源、電動工具、玩具模型上。

2、圓柱形電池結(jié)構(gòu)

一個典型的圓柱形電池的結(jié)構(gòu)包括：外殼、蓋帽、正極、負極、隔膜、電解液、PTC元件、墊圈、安全閥等。一般電池外殼為電池的負極，蓋帽為電池的正極，電池外殼采用鍍鎳鋼板。

3、圓柱形鋰電池的優(yōu)點

與軟包和方形鋰電池相比，圓柱型鋰電池的發(fā)展時間最長，標準化程度較高、工藝較為成熟、良品率高和成本低。

· 生產(chǎn)工藝成熟、PACK成本較低、電池產(chǎn)品良率較高、散熱性能好

· 圓柱形電池已形成一系列國際上統(tǒng)一的標準規(guī)格和型號，工藝成熟，適合大批量連續(xù)化生產(chǎn)。

· 圓柱體的比表面積大，散熱效果好。

· 圓柱形電池一般為密封蓄電池，使用過程中不存在維護問題。

· 電池外殼耐壓高，使用過程中不會出現(xiàn)如方形、軟包裝電池膨脹等現(xiàn)象。

4、圓柱形電池正極材料

目前來說，主流的商業(yè)化圓柱形電池正極材料主要有鈷酸鋰(LiCoO2)、錳酸鋰(LiMn2O4)、三元（NMC）、磷酸鐵鋰(LiFePO4)等，不同材料體系電池有不同的特點，對比如下：

5、圓柱形電池負極材料

圓柱形電池負極材料大概分為六種：碳負極材料、合金類負極材料、錫基負極材料、含鋰過渡金屬氮化物負極材料、納米級材料、納米負極材料。

· 碳納米級材料負極材料：目前已經(jīng)實際用于鋰離子電池的負極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。

· 合金類負極材料：包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金，目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

· 錫基負極材料：錫基負極材料可分為錫的氧化物和錫基復合氧化物兩種。氧化物是指各種價態(tài)金屬錫的氧化物。目前沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

· 含鋰過渡金屬氮化物負極材料，目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

· 納米級材料：納米碳管、納米合金材料。

· 納米負極材料：納米氧化物材料

二、圓柱鋰電池電芯

1、圓柱形鋰離子電芯品牌

圓柱型鋰電池在日本、韓國鋰電池企業(yè)中較為流行，中國國內(nèi)也有相當規(guī)模的企業(yè)生產(chǎn)圓柱型鋰電池。最早的圓柱形鋰電池是由日本SONY公司于1992年發(fā)明。

知名圓柱形鋰離子電芯品牌：索尼、松下、三洋、三星、LG、萬向A123、比克、力神等。

2、圓柱形鋰離子電芯種類

圓柱型鋰離子電芯通常用五位數(shù)字表示，從左邊數(shù)起，第一、二位數(shù)字是指電池直徑，第三、四位數(shù)字是指電池高度，第五位數(shù)字表示圓形。圓柱型鋰電池有諸多型號，比較常見的有10400、14500、16340、18650、21700、26650、32650等。

①10440電池

10440電池是一種直徑為10mm、高度為44mm的鋰電池，與我們常稱為“7號電池”的大小一樣，這種電池容量一般很小，只有幾百mAh，主要應用在迷你電子產(chǎn)品。例如手電筒、迷你音響、擴音器等。

②14500電池

14500電池是一種直徑為14mm、高度為50mm的鋰電池，這種電池一般是3.7V或者3.2V，標稱容量比較小，比10440電池大一點，一般是1600mAh，放電性能優(yōu)越，應用領(lǐng)域最主要是消費電子類，例如無線音響、電動玩具、數(shù)碼相機等。

③16340電池

16340電池是一種直徑為16mm、高度為34mm的鋰電池，這種電池由于尺高度矮一點，而且容量也不是很小，因此在強光手電筒、LED手電筒、頭燈、激光燈、照明燈具等經(jīng)常出現(xiàn)。

④18650電池

18650電池是一種直徑為18mm、高度為65mm的鋰電池，它最大的特點是擁有非常高的能量密度，幾乎達到170瓦時/千克，因此這種電池是性價比較好的電池，我們平時經(jīng)常看見的多數(shù)是這種電池，因為它是比較成熟的鋰電池，各方面系統(tǒng)質(zhì)量穩(wěn)定性較好，廣泛適用于10千瓦時左右的電池容量場合，例如在、在手機、筆記本電腦等小型電器上。

⑤21700電池

21700電池是一種直徑為21mm、高度為70mm的鋰電池，因為它的體積增大，空間利用率變大,電芯單體以及系統(tǒng)能量密度可得到提升，它的體積能量密度遠高于18650型電池，廣泛用于數(shù)碼，電動車、平衡車、太陽能能鋰電池路燈、LED燈、電動工具等。

⑥ 26650電池

26650電池是一種直徑為26mm、高度為65mm的鋰電池，標稱電壓3.2V、標稱容量3200mAh，這種電池用擁有優(yōu)秀的容量及高一致性等特點，已逐步成為代替18650電池趨勢，在動力電池方面很多產(chǎn)品也將逐步青睞于此。

⑦ 32650電池

32650電池是一種直徑為32mm、高度為65mm的鋰電池，這種電池持續(xù)放電能力很強，因此比較適用于電動玩具、后備電源、ups電池、風能發(fā)電系統(tǒng)、風光互補發(fā)電系統(tǒng)。

三、圓柱鋰電池市場發(fā)展

圓柱形鋰離子電池技術(shù)進步主要來自關(guān)鍵電池材料創(chuàng)新研究與應用進展，通過新材料的開發(fā)進一步提高電池性能，提高質(zhì)量，降低成本，改善安全性。為滿足下游應用對電池比能量提升的要求，一方面通過采用高比容量的材料，另一方面可通過提高充電電壓，采用高電壓材料。

圓柱形鋰離子電池從14500發(fā)展到特斯拉21700電池，在近中期的發(fā)展中，在優(yōu)化現(xiàn)有體系鋰離子動力電池技術(shù)滿足新能源汽車規(guī)模化發(fā)展需求的同時，以開發(fā)新型鋰離子動力電池為重點，提升其安全性、一致性和壽命等關(guān)鍵技術(shù)，同步開展新體系動力電池的前瞻性研發(fā)。

為了圓柱形鋰離子電池的中遠期發(fā)展，在持續(xù)優(yōu)化提升新型鋰離子動力電池的同時，重點研發(fā)新體系動力電池，顯著提升比能量，大幅降低成本，實現(xiàn)新體系動力電池實用化和規(guī)模化應用。

四、圓柱鋰電池和方形鋰電池對比

1.電池形狀：方形尺寸大小可以任意設(shè)計，而圓柱電池不能比。

2.倍率特性：圓柱電池焊接多極耳的工藝限制，倍率特性稍差于方形多極耳電池。

3.放電平臺：采用相同的正負極材料和電解液的鋰電池，從理論上來講，放電平臺應該是一致，但方形鋰電池內(nèi)放電平臺稍微高一點。

4.產(chǎn)品質(zhì)量：圓柱電池的制造工藝較為成熟，極片有二次分切缺陷機率低，且卷繞工藝的成熟度和自動化程度都比較高，迭片工藝目前還是采用半手工方式，這對于電池質(zhì)量有不利影響。

5.極耳焊接：圓柱電池極耳較方形鋰電池更易焊接；方形鋰電池易產(chǎn)生虛焊影響電池質(zhì)量。

6.PACK成組：圓柱電池有更易用特點，所以PACK技術(shù)簡單，散熱效果好；方形鋰電池PACK時要解決好散熱的問題。

7.結(jié)構(gòu)特點：方形鋰電池邊角處化學活性較差，長期使用電池能量密度易衰減，續(xù)航時間較短。

五、圓柱鋰電池和軟包鋰電池對比

1.軟包電池安全性能較好，軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝，發(fā)生安全問題時，軟包電池一般會鼓氣裂開，而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣發(fā)生爆炸;在安全性能上優(yōu)于圓柱形鋰電池。

2.軟包電池重量相對輕，軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%，較圓柱形鋁殼鋰電池輕20%;內(nèi)阻小，軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小，可以極大的降低電池的自耗電;

3.軟包電池循環(huán)性能好，軟包電池的循環(huán)壽命更長，100次循環(huán)衰減比圓柱形鋁殼電池少4%～7%;

4.軟包電池設(shè)計比較靈活，外形可變?nèi)我庑螤睿梢愿。筛鶕?jù)客戶的需求定制，開發(fā)新的電芯型號。而圓柱形鋰電池不具備這個條件。

5.軟包電池相比于圓柱形鋰電池的不足之處為一致性較差，成本較高，容易發(fā)生漏液。成本高可通過規(guī)模化生產(chǎn)解決，漏液則可以通過提升鋁塑膜質(zhì)量來解決。