圆柱形锂离子电池的含义法则:如18650型,即指电池的直径为18mm,长度为65mm,圆柱体型的电池。其实圆柱形的钢壳电芯并非只有18650,还有26650等其他尺寸。
锂离子电池早期是钢壳电芯,外壳材质是钢,由于钢材质的金属膨胀系数不如铝壳材质,电池内部短路的时候,爆炸的几率比铝壳高,早期的锂离子电池在消费电子领域重要是用在如笔记本和手机上面,笔记本上用的是18650。
而手机上率先运用了方形铝壳电芯来替代钢壳电芯(以前手机电池用久了会鼓包),由于超薄智能机的发展,手机锂离子电池现在发展到了第三代,铝塑膜材质的聚合物电芯。
圆形侧面可以分摊压力,在遇到大力挤压情况下可提升电池的安全性能。圆柱形电池的另一个好处是批量生产更简单,卷绕机将隔膜和正负极卷绕的时候,可以自动化,尺寸单一如18650,就可以做出同样的尺寸,不同的容量配方的电池,降低了成本。
为啥是圆柱?可以从两个方面去看待:
1,强度:锂离子电池这个东西很危险,特别是现在的高镍三元类,钢针穿刺,外部冲击撞击导致电芯变形等,只要薄膜出现问题,引发了内部短路,那瞬间就炸,炸完后的燃烧温度还能有个6,700度。圆弧造型有利于力的分散。方形在这方面略差。所以安全角度,圆柱是首选。
2,制造成本,从强度角度来说,蜂窝状菱形也不错。但是,生产成本就差了好多。折角工艺就比较麻烦了,效率没有卷绕高,成本比圆形卷绕要高。方形电池目前体积都比较大,这样靠降低单位Wh的折角工艺频率来控制成本。因此,当厂家定位要制造小型电芯的时候,优先会考虑圆柱(软包外壳本质上也是卷绕出来的,只是最后放在方形的模具里热压一下让铝塑膜成型,比硬壳折角成本低)所以,还是看产品定位和用户,在电量较多,体积较大,且电池空间比较规整的应用,适合大型的方形硬壳电池,这样可以减少很多成组配线和管理方面的难度和成本。例如电动巴士。而一些造型多变,不怎么规整的,或者用量较少的应用,重要是圆柱。例如:电动工具对空间极其严格的,就上软包了。例如手机数码可穿戴设备等。