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从技术角度看圆柱型锂电池21700
与软包和方形锂电池相比，18650圆柱形锂电池，是商业化最早，生产自动化程度最高，当前成本最低的一种动力电池。又有Tesla多年夹持，基本保持着与软包和方形电池三分天下的局面。
与软包和方形相比，18650圆柱形池，是商业化最早，生产自动化程度最高，当前成本最低的一种动力电池。又有Tesla多年夹持，基本保持着与软包和方形电池三分天下的局面。从宣布Model 3采用21700以后，圆柱电池家族也多出了一个明星成员。本文一起来看看圆柱电池相关的几个技术点。下文中不特殊声明的，圆柱电池就特指18650 。圆柱电池结构关注一下动力电池就会发现，圆柱18560电池，是被研究的最多，技术讨论最充分的电池品种。单体主要由正极，负极，隔膜，正极负极集电极，安全阀，过流保护装置，绝缘件和壳体共同组成。壳体，早期钢壳较多，当前以铝壳为主。其中安全阀、PTC如下图所示。单体过流保护装置，每个厂家的设计并不相同，根据对安全性要求的不同，价格要去不同，可以进行定制。一般的安全装置主要有PTC正温度系数电阻和熔断装置两大类。PTC，当出现过大电流，电阻发热，温度积累更促进PTC阻值的上升，当温度超过一个阈值以后，陡然增大，相当于把故障电芯从总体回路中隔离开来，避免进一步热失控的发生。熔断装置，原理上就是一个熔丝，遇到过大电流，熔丝熔断，回路被断开。两种保护装置的区别在于前者可恢复，后者的保护是一次性的，一旦故障发生，系统必须认为更换问题电芯才能正常工作。圆柱电芯特点圆柱电芯，尤其18650，由于其自身结构特点，也由于其型号的标准化，圆柱电芯生产的自动化水平，在3种主要电芯形式中为最高。这就使得高度一致性成为可能，成品率相应得到提高。有数据显示，三星、松下等国外主要厂家良品率可以达到98％，而我国厂商也可以超过90％。优点1）如前面所述，单体一致性较好；2）单体自身力学性能好，与方形和软包电池相比，封闭的圆柱体，近似尺寸下，可以获得最高的弯曲强度；3）技术成熟，成本低，但同时，成本优化的空间也已经消耗的差不多；4）单体能量小，发生事故时，形式易于控制，但这一点也正在成为它被取代的理由（那句流行的话怎么讲，成就你的也将毁灭你，杀不死你的也必将使你强大，物同此理啊）缺点，1）在这个语境中，电池系统的圆柱单体数量都很大，这就使得电池系统复杂度大增，无论机构还是管理系统，相对于其他两类电池，系统级别的成本圆柱电池偏高；2）在温度环境不均匀条件下，大量电芯特性异化的概率上升，当然，特斯拉之所以在设计之初选择18650，相信只是个无奈之选，因为10年前，能够大批量生产的合格动力电池，只有圆柱电池。而电池的安全和热管理需求，反而是它强大电控系统的研发动力。3）能量密度的上升空间已经很小，2016年的新闻，超威把单体容量做到4050mAh，电芯比能量306Wh／kg，此后没有看到更高的记录。在既定空间内，只有死磕材料，公认是一条难走的路。Tesila的Model 3电池系统带火了21700特斯拉 Model 3 全面启用21700，开启了一个圆柱电池提升容量的新阶段。特斯拉 Model 3的21700型电池系统，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。21700相关厂家和车型目前国际上能够批量生产21700电池的企业屈指可数，除了松下和特斯拉联合研发的21700电池量产外，先前三星SDI也曾展示相关21700产品，据了解该产品还没有进行批量生产。国内21700厂家，新闻资料显示着手21700的厂家有比克，力神，亿纬锂能，天鹏电源，远东福斯特，猛狮新能等。随着南京金龙和北汽的两款产品公示，8月16日，国家工信部发布《道路机动车辆生产企业及产品公告》（第299批）的车辆新产品公示。其中，由南京金龙客车制造有限公司和北汽（常州）汽车有限公司生产的两款纯电动厢式运输车（型号为NJL5040XXYBEV25和BJ5040XXYCJ06EV），率先搭载了21700三元。从1，怎么看待升容这件事？自从网上看到这幅图，就总想找机会把它放到文章里，原因无他，图中关于提升比能量的总结可以说很全面了。沿着图中的思路，如果从化学方法提高电芯比能量，18650前途并不光明。18650锂离子电池发展面临的挑战，面对当前人们不断提高比能量的现状，如果维持外形尺寸不变，又要提高能量密度，18650面临诸多挑战：1）新材料如NCA、硅碳等新材料供应链尚不成熟，成本高，供应难以稳定，比如更高能量密度的材料811，本身稳定性和制程控制距离量产有段差距，结果就是短期内811的18650贵很多，性能却差不少；2）新材料制程对环境要求高，固定资产投资高，能耗巨大；3）单体电池容量低，PACK成组技术要求和成本偏高；4）单体电芯最多适应正单、负双极耳结构，而且对能量密度影响较为显着；5）高能量密度与高倍率充电同时要求时，设计空间很小，1＋石墨体系，按新国标，1C做到2．4AH已到了设计的极限。更大直径圆柱锂离子电池将成为必然趋势，有数据如下图所示，更大尺寸电芯与18650在极耳设计和卷绕曲率两个角度进行对比，大尺寸电芯显示出明显优势。总结下来，尺寸从18650提高到21700，获得好处如下：1）适当提高能量密度情况下，可以选择常规材料，性能稳定、性价比高；2）可以适当进行多极耳机构设计，降低内阻；3）同样能量密度下，可以选择快充特性石墨，改善快充性能；4）适当增加直径和高度可以获得更多的有效体积。5）单体电芯容量增大，辅助构件比例降低，降低Pack成本。而工信部新颁布的国家标准《GB／T 3 电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》之中，把原来征求意见稿中只有1修改成了囊括21700在内的4个规格，也算作21700的一个重大利好了。提升容量的路径与小单体等价于安全性高的早期观点有冲突。
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圆柱型锂电池
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产品介绍、优势1.高能量：锂离子电池具有更高的重量能量比、体积能量比。2.低内阻：电池内阻由欧姆级别降低至毫欧级别，提高电能转换效率。3.锂离子电池无记忆效应，可以多次重复充放电4.循环寿命长：循环寿命由500次提高到1000次以上5.环保：产品不含有有害金属镉（CD），镍（NI）具有环保的特点6.自放电小：锂电池自放电小可长时间存放，月自放电率由15%减小至8%左右7.电压高：单节锂离子电池电压为3.7V，等同3只镍镉或镍所氢充电电池的串联电压产品适用范围：包括MD、无线POS、无线IC卡、报警器、防盗器、传感器等 保健类电子产品等、作为个人数字产品的后备电源等 包括PDA、迷你MP3播放器，无线通讯器等 手摇手电筒、电动按摩器等
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本设备用于圆柱型锂离子电池电芯的制作。正负极片、隔膜、正负极耳、保护胶带、终止胶带等料卷固定在各自放料轴上，经过自动放卷，自动纠偏定位完成正负极耳的焊接、保护胶带的贴覆、电芯卷绕、贴终止胶及下料到输送带等动作。电芯在制作过程中一次性完成，减少人为干预、极片过程损伤，提高电芯装配质量。
l&采用分段张力自动控制系统。
l&具有极片、隔膜自动换卷机构。
l&采用三工位卷绕机构，提高生产效率。
l&采用EPC、蛇形自动纠偏系统。
l&采用超声波焊接系统，极耳焊接精度高。
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l&具有极耳包胶，压花，贴胶系统（含机台识别功能）。
l&具有除尘、除铁、除静电系统。
l&采用Hit-pot短路测试，排除不合格品。
l&具有中心孔整形功能，便于连接输送线。
l&对不良极片可单卷排除。
l&采用进口PLC控制系统。
l&人机界面参数可视化。
l&实时监测异常，自动报警。
技术参数：
LPW-18/65-C
Electrode Width
极片单元长度
Electrode Length
Separator Width
Winding Needle Diameter
Ф4，Ф3.5 可选
终止胶带宽度
Terminated Adhesive Tape Width
卷绕对齐度
Winding Precision
≥30(片长700)
Operating Rate
Yield Rate
5600L×1600W×1950H
注：上述参数仅供参考，若因技术发生变动恕不另行通知，以即时洽谈及合同协议为准。
Note: The above data&is for reference only. Technical happen to change without notice, which is subject to negotiation and contract agreements.
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