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，這種電池的表現為容量高、輸出電壓高、良好的充放電循環性能、輸出電壓穩定、能大電流放電、電化學性能穩定、使用安全、工作溫度范圍寬、對環境友好，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、圓柱形電池結構

一個典型的圓柱形電池的結構包括：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、圓柱形鋰電池的優點

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

· 生產工藝成熟、PACK成本較低、電池產品良率較高、散熱性能好

· 圓柱形電池已形成一系列國際上統一的標準規格和型號，工藝成熟，適合大批量連續化生產。

· 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如方形、軟包裝電池膨脹等現象。

4、圓柱形電池正極材料

目前來說，主流的商業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，目前也沒有商業化產品。

· 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金屬錫的氧化物。目前沒有商業化產品。

· 含鋰過渡金屬氮化物負極材料，目前也沒有商業化產品。

· 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、韓國鋰電池企業中較為流行，中國國內也有相當規模的企業生產圓柱型鋰電池。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字表示，從左邊數起，第一、二位數字是指電池直徑，第三、四位數字是指電池高度，第五位數字表示圓形。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，放電性能優越，應用領域最主要是消費電子類，例如無線音響、電動玩具、數碼相機等。

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、照明燈具等經常出現。

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，我們平時經常看見的多數是這種電池，因為它是比較成熟的鋰電池，各方面系統質量穩定性較好，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、風能發電系統、風光互補發電系統。

三、圓柱鋰電池市場發展

圓柱形鋰離子電池技術進步主要來自關鍵電池材料創新研究與應用進展，通過新材料的開發進一步提高電池性能，提高質量，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發展到特斯拉21700電池，在近中期的發展中，在優化現有體系鋰離子動力電池技術滿足新能源汽車規模化發展需求的同時，以開發新型鋰離子動力電池為重點，提升其安全性、一致性和壽命等關鍵技術，同步開展新體系動力電池的前瞻性研發。

為了圓柱形鋰離子電池的中遠期發展，在持續優化提升新型鋰離子動力電池的同時，重點研發新體系動力電池，顯著提升比能量，大幅降低成本，實現新體系動力電池實用化和規模化應用。

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，但方形鋰電池內放電平臺稍微高一點。

4.產品質量：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；方形鋰電池易產生虛焊影響電池質量。

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

7.結構特點：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，軟包電池在結構上采用鋁塑膜包裝，發生安全問題時，軟包電池一般會鼓氣裂開，而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣發生爆炸;在安全性能上優于圓柱形鋰電池。

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%;內阻小，軟包電池的內阻較鋰電池小，可以極大的降低電池的自耗電;

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

4.軟包電池設計比較靈活，外形可變任意形狀，可以更薄，可根據客戶的需求定制，開發新的電芯型號。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，容易發生漏液。成本高可通過規模化生產解決，漏液則可以通過提升鋁塑膜質量來解決。