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后18650时代,18650锂电池面临诸多挑战

更新时间:2016-10-31 15:23:41 点击: 编辑:锂辉电池

 

后18650时代,18650锂电池面临诸多挑战-锂辉电池
  18650由于高能量密度和高性价比,成为越来越多电动工具、移动电源、乘用车和物流车等设备电源的重要选择。目前,圆柱电芯的优势很大程度上得益于尺寸标准化、产品成熟度与成本竞争力,与标准化一定是强相关;更大的圆柱26/32等一直未能成为主流。
 
  18650的优点是成熟度高、一致性高、能量密度、成本、排布柔性高;缺点是数量多,pack难度高,质量控制点多。单位体积容量与循环寿命、倍率、安全性是强相关因素: 容量每提升10%, 循环寿命大约会降低20%;容量每提升10%,充放电倍率降低30-40%;容量每提升10%,温升大约会提高20%,且呈几何级上升 ;能量密度越高, 安全性风险越大 。18650用523+石墨体系,按新国标,1C做到2.4AH已到了设计的极限,更高能量密度的材料(NCA、811等)本身稳定性和制程控制,不是想象的那么容易 。所以,暂时还不太好用,但价格会提高很多,性价比不高。
 
    比18650直径更大的单体电芯虽然可以通过改变内部设计,提升寿命、倍率等,让Pack看起来更容易,但也同时会大幅降低能量密度(体积和重量),降低了组装时空间利用的灵活性,高能量密度的大尺寸电池,大多自动化程度低,制程等不良带来的成本很高,一致性差,且一旦失效,后果可怕。
 
  圆柱18650锂离子电池发展面临的诸多挑战,电池能量密度要求不断提高,提高了材料成本:
 
  a. 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; 
  b. 新材料制程对环境要求高,固定资产投资高,能耗巨大;单体电池容量低,PACK成组技术要求和成本偏高; 
  c. 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; 
  d. 高曲率部分比率较大,循环寿命受到较大影响; 
  e. 高能量密度与高倍率充电同时要求时,设计空间已到极限。
 
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