都是三元鋰電池，為什么方形和圓柱有差別呢？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-22 20:06
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能量密度比指的是單位重量電池的容量。圓柱形單體按目前國內(nèi)主流的18650 （1.75AH）來算，能量密度比可達215WH/Kg，方形單體按50AH來算能量密度比可達205WH/Kg。系統(tǒng)成組率18650在60%左右，方形在70%左右。
這樣算下來18650電池組系統(tǒng)能量密度比約為129WH/Kg，方形電池組系統(tǒng)能量密度比約為143WH/Kg。在未來18650和方形單體能量密度比達到一樣的時候，成組率更高的方形鋰電池組將有更明顯的優(yōu)勢。
倍率性
充放電倍率=充放電電流/額定容量，倍率越高的電池所支持的充電速度越快。國內(nèi)制造主流水平能量型電芯18650在1C左右，方形可達1.5-2C左右（需處理好熱管理），距離政策目標的3C都還有一些距離。但是方形制造工藝會越來越完善達到既定目標3C是完全有可能的。
循環(huán)壽命
1C充1C放的情況下循環(huán)2000次，最好的方形電芯的剩余容量仍能達到80%，而最好的18650電芯容量僅剩70%。由此可見，方形電池的循環(huán)壽命優(yōu)于18650電池。
一致性
電芯的一致性是電芯企業(yè)最為頭痛的事，那對我們應(yīng)用者來說，電芯數(shù)量越多，一致性越難控制。
假設(shè)一枚電芯的次品率是十萬分之一，圓形電芯電池組由7000根18650組成，方形電芯電池組由250塊電芯組成，一塊電池組沒有次品視為合格。那么圓形電芯電池組的合格率為0.99999^7000=93.2%，
方形電芯電池組的合格率為0.99999^245=99.7%。
當(dāng)然關(guān)于電池一致性的理論知識比這復(fù)雜得多，在這里湃客只是舉個例子說明使用單體容量更大、數(shù)量更少的方形電芯電池組更有利于控制一致性。
制造成本
制造成本里包含物料成本、設(shè)備成本、人工水電場地成本和隱形輔料成本?，F(xiàn)在主流企業(yè)18650的綜合成本可控制在0.5元/WH左右，方形的綜合成本大約0.8元/WH。
在新能源汽車產(chǎn)業(yè)崛起之前，18650電芯就已經(jīng)在電子產(chǎn)品，工業(yè)設(shè)備等各個領(lǐng)域大量應(yīng)用。但是18650電芯的單體容量比較低，不足以滿足電動車的要求，所以特斯拉又研發(fā)了21700型號。目前來說設(shè)備自動化程度高是圓柱企業(yè)最能節(jié)約人工成本的地方，但圓柱的產(chǎn)銷鏈條已經(jīng)非常成熟，被壓縮的空間幾乎已經(jīng)沒有了。
尺寸和電極厚度在方形電芯上來說還有很大進步空間，就尺寸來說越做越大，從最初的20AH到現(xiàn)在50AH的批量產(chǎn)品出現(xiàn)在市場上。容量越大攤到的WH成本越低，所以湃客認為真的到大容量方形量產(chǎn)的時候成本持平圓柱是完全可能的。而這三種元素中鎳和鈷是活性金屬，錳不參與電化學(xué)反應(yīng)。一般來說，活性金屬成分含量越高，電池容量就越大，但當(dāng)Ni的含量過高時，會引起Ni2+占據(jù)Li+的位置，加劇了陽離子混排，從而導(dǎo)致容量降低。
Co也是活性金屬，但能起到抑制陽離子混排的作用，從而穩(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu)。
Mn作為非活性金屬主要起到穩(wěn)定反應(yīng)提高安全性的作用。
鎳鈷錳三元材料通?？梢员硎緸椋篖iNixCoyMnzO2 ，其中x+y+z=1。
人們發(fā)現(xiàn)，三元正極材料中鎳鈷錳比例可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，并且其性能隨著鎳鈷錳的比例的不同而變化。
通過大量的研究，世界各國提出了多個具有不同鎳鈷錳比例組成的三元材料體系，包括333，523，622， 811 體系等。
簡單來講第一個數(shù)字越大，電池的性能越強，生產(chǎn)難度越高，使用條件越苛刻。
