電池家族中種類繁多，但是目前市場量產(chǎn)和重點(diǎn)研究開發(fā)的型號相對集中，21700上市到現(xiàn)在僅僅一年時(shí)間，就具摧枯拉朽之勢，已經(jīng)引領(lǐng)了電池企業(yè)布局高潮。傳統(tǒng)的18650應(yīng)用十分廣泛，保持高市場占有率，未來是否會(huì)被21700取代?本文將進(jìn)行簡要分析。

一、什么是18650電池和21700電池?

電池行業(yè)領(lǐng)域通用的是一種IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。IEC(國際電工委員會(huì)InternationalElectricalCommission)為了促進(jìn)世界電工電子領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化而制定了IEC電池標(biāo)準(zhǔn)。IEC61960就是針對鋰電池電芯及電池產(chǎn)品的電性能指標(biāo)參數(shù)(容量、循環(huán)、內(nèi)阻等)進(jìn)行規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)IEC61960標(biāo)準(zhǔn)，鋰電池電芯型號標(biāo)識主要由以下部分組成：

第一部分(3個(gè)字母)：

第1個(gè)字母表示電池的負(fù)極材料。I表示有內(nèi)置電池的鋰離子，L表示鋰金屬電極或鋰合金電極。

第2個(gè)字母表示電池的正極主要活性材料。C表示基于鈷的電極，N表示基于鎳的電極，M表示基于錳的電極，V表示基于釩的電極，以及T表示基于鈦的電極。

第3個(gè)字母表示電池的形狀。R表示圓柱形的電池，L表示方形的電池。

第二部分(5/6位數(shù)字)：

圓柱形電池字母后跟5位數(shù)字代表電池尺寸規(guī)格，前兩位代表圓形直徑(mm)、中間兩位代表電池高度(mm)*10，最后一位沒有含義為0。當(dāng)以上任意規(guī)格>=100mm，兩個(gè)數(shù)字之間加“/”。常見的型號如14500，14650，17490，18500，18650，26500。

常見圓柱形電芯規(guī)格型號：比克186502200mAh3.7V，三洋186502500mAh3.7V。

方形電池字母后跟6位數(shù)字，同樣也代表電池尺寸規(guī)格，前兩位代表電池厚度(mm)，中間兩位為電池寬度(mm)，最后兩位為電池高度(mm)。當(dāng)以上任意規(guī)格>=100mm，兩個(gè)數(shù)字之間加“/”;當(dāng)以上任意規(guī)格<1mm，則在此尺寸前加字母“t”，并將此單位擴(kuò)大10倍。常見比克、三洋方型電芯規(guī)格型號：比克063450A1200mAh3.7V，三洋UF103450P1880mAh3.7V。

方形電池在規(guī)格最后可加一位字母，表示電池材質(zhì)，S代表鋼殼，A代表鋁殼。

最后，可再加一位數(shù)字，表示并聯(lián)的電池單體數(shù)量，如果為1則不顯示。

ICR18650型號表示：圓柱形鋰離子電池，正極主要材料為鈷，直徑18mm，高度65mm

ICR20/1050型號表示：圓柱形鋰離子電池，正極材料為鈷，直徑20mm，高度105mm

ICP063048S型號代表：方形二次鋰離子電池，正極主要材料為鈷，厚度為6毫米，寬度為30毫米，高度為48毫米，S代表鋼殼

ICPt733448型號表示：方形二次鋰離子電池，正極材料為鈷，厚度為0.7mm，寬度為34mm，高度為48mm。

二、為何市場選用圓柱形電池?

首先從電池性能和生產(chǎn)成本的角度，講講幾種不同形狀電池的特點(diǎn)。

圓柱形電池是最古老的電池形態(tài)，它的優(yōu)點(diǎn)包括生產(chǎn)工藝成熟，產(chǎn)品良率高，電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，應(yīng)用范圍廣，綜合性能突出，整體成本有優(yōu)勢。其缺點(diǎn)也比較明顯，圓柱形電池一般采用鋼殼或鋁殼封裝，會(huì)比較重，比能量相對較低。而且安全性較差，電池循環(huán)壽命較短。而且因?yàn)轶w積小巧可以在很多范圍內(nèi)使用。

隨著動(dòng)力電池興起，方形電池在國內(nèi)應(yīng)用普及率越來越高。而且相對于圓柱形電池，方形電池結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕比能量較高。由于方形可依需求定制尺寸，故市場上型號較多，工藝很難統(tǒng)一，對成本來說是個(gè)挑戰(zhàn)。

目前市場上還有軟包電池，軟包電池與圓柱形及方形相比，因其外包裝為鋁塑材料制成，只會(huì)鼓漲而不會(huì)爆炸，故安全性能更好，而且重量也更輕便。其形狀可以依據(jù)需求定制，可以做到超薄，也可以做成圓柱形方形或三角形等。另外軟包電池容量更大、內(nèi)阻更小、壽命更長，總的來說軟包電池性能更好。但是軟包電池目前型號較少，開發(fā)成本較高。

三、21700與18650電池的博弈

依照我國最新實(shí)施的國標(biāo)文件GB/T34013-2017《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》，延續(xù)使用IEC對電池尺寸型號的命名方式，規(guī)定了“蓄電池產(chǎn)品尺寸規(guī)格通用要求”、“尺寸公差要求”和“尺寸范圍要求”，其中圓柱形電池規(guī)格尺寸有18650、21700、26650、26700、32700和32134等;方形電池有從65mm到217mm多種不同尺寸。

當(dāng)前為了提升電池系統(tǒng)能量密度和減少電芯數(shù)量、從而降低成本，無論是方形、圓柱還是軟包電池都出現(xiàn)了單體電芯尺寸擴(kuò)大化的發(fā)展趨勢。比較明顯的是，當(dāng)前圓柱電池領(lǐng)域出現(xiàn)了18650向21700/26650升級的現(xiàn)象。

18650和21700是目前兩種主流型號。新型21700具有四大顯著的優(yōu)勢：

(1)電池單體容量提升35%。以特斯拉生產(chǎn)的21700電池為例，從18650型號切換至21700型號后，電池單體電池容量可以達(dá)到3～4.8Ah，大幅提升35%。

(2)電池系統(tǒng)能量密度提升約20%。斯特拉披露的數(shù)據(jù)來看，早期使用的18650電池系統(tǒng)能量密度約250Wh/kg，后來其生產(chǎn)的21700電池系統(tǒng)能量密度在300Wh/kg左右，21700電池的體積能量密度比原有的18650高出近20%。

(3)系統(tǒng)的成本預(yù)計(jì)下降9%左右。從特斯拉披露的電池價(jià)格信息分析，21700電池的動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)售價(jià)為170美元/Wh，而18650電池系統(tǒng)的售價(jià)為185美元/Wh。在Model3上使用21700電池后，僅電池系統(tǒng)成本就可以下降約9%。

(4)系統(tǒng)的重量預(yù)計(jì)下降10%左右。綜合前文可知，21700整體體積大于18650，隨著單體容量提升后，單體能量密度更高，所以同等能量下所需電池單體的數(shù)量可減少約1/3，在降低系統(tǒng)管理難度的同時(shí)也將減少電池包采用的金屬結(jié)構(gòu)件及電氣配件的數(shù)量，這進(jìn)一步降低了電池的重量。三星SDI改用一套新型21700電池之后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)相比目前的電池減少10%重量。

保持了18650型電池所具有的高可靠性和穩(wěn)定的性能，21700電池性能在各方面均比18650有較大提升。此外，相較于其他電池型號，21700從電池原材料選用、制作工藝和技術(shù)流程等方面，都和技術(shù)較成熟的18650電池相似。因此18650與21700的產(chǎn)線大部分可以兼容，部分企業(yè)比較穩(wěn)妥的辦法是在生產(chǎn)線上做文章，將生產(chǎn)線向21700和18650兼容上靠攏。一些企業(yè)的生產(chǎn)線從國外進(jìn)口，但組裝上都是自己進(jìn)行，因此可以投入較少的成本實(shí)現(xiàn)18650向21700的轉(zhuǎn)化。