無論是哪種鋰電池,其基本構造為:正極、負極、正負極集流體、隔膜、電解液及外殼等。鋰電池的形狀主要有圓柱型、方型鋰電池和扣式鋰電池。1998年,鋰電池產(chǎn)值2.80億隻(60%為圓柱型電池,40%為方型電池),其間40%用於筆記型電腦,40%用於手機,20%用於攝像機等。下面主要介紹鋰電池設計成圓柱型具有怎樣的特點。
優(yōu)點
1)單體一致性較好。電池的一致性是指用於成組的單體電池的初期性能指標一致,包括:電容、阻抗、電極的電氣特性、溫度特性、衰變速度等。
2)單體的力學性能較好,與方型和軟包電池相比,封閉的圓柱體,近似尺寸下,可以獲得最高的彎曲強度。
3)技術成熟,生產(chǎn)成本低廉,但同時,成本優(yōu)化的空間也已經(jīng)消耗的差不多。
4)單體能量小,發(fā)生事故時,形式易於控制,但這一點也正在成為它被取代的理由。
缺點
1)管理系統(tǒng)複雜,且級別成本昂貴。在新能源電動汽車中,由於電池系統(tǒng)的圓柱單體數(shù)量都很多,使得電池系統(tǒng)複雜度大增,因此無論機構還是管理系統(tǒng),相對於其他兩類電池,其系統(tǒng)級別成本偏高。
2)在溫度環(huán)境不均勻條件下,大量電芯特性異化的概率上升。特斯拉之所以在設計之初選擇18650,是因為10年前,能夠大批量生產(chǎn)的合格動力電池,只有圓柱電池。而電池的安全和熱管理需求,反而是它強大電控系統(tǒng)的研發(fā)動力。
3)能量密度的提升空間很小。2016年圓柱型單體容量已達到4050mAh,電芯比能量306Wh/kg。