一、什么是圆柱锂电池？

1、圆柱形电池的定义

圆柱形锂电池分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合、三元材料不同体系，外壳分为钢壳和聚合物两种，不同材料体系电池有不同的优点。目前，圆柱主要以钢壳圆柱磷酸铁锂电池为主，这种电池的表现为容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学性能稳定、使用安全、工作温度范围宽、对环境友好，广泛应用于太阳能灯具、草坪灯具、后备能源、电动工具、玩具模型上。

2、圆柱形电池结构

一个典型的圆柱形电池的结构包括：外壳、盖帽、正极、负极、隔膜、电解液、PTC元件、垫圈、安全阀等。一般电池外壳为电池的负极，盖帽为电池的正极，电池外壳采用镀镍钢板。

3、圆柱形锂电池的优点

与软包和方形锂电池相比，圆柱型锂电池的发展时间最长，标准化程度较高、工艺较为成熟、良品率高和成本低。

· 生产工艺成熟、PACK成本较低、电池产品良率较高、散热性能好

· 圆柱形电池已形成一系列国际上统一的标准规格和型号，工艺成熟，适合大批量连续化生产。

· 圆柱体的比表面积大，散热效果好。

· 圆柱形电池一般为密封蓄电池，使用过程中不存在维护问题。

· 电池外壳耐压高，使用过程中不会出现如方形、软包装电池膨胀等现象。

4、圆柱形电池正极材料

目前来说，主流的商业化圆柱形电池正极材料主要有钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元（NMC）、磷酸铁锂(LiFePO4)等，不同材料体系电池有不同的特点，对比如下：

5、圆柱形电池负极材料

圆柱形电池负极材料大概分为六种：碳负极材料、合金类负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、纳米级材料、纳米负极材料。

· 碳纳米级材料负极材料：目前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。

· 合金类负极材料：包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金，目前也没有商业化产品。

· 锡基负极材料：锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。

· 含锂过渡金属氮化物负极材料，目前也没有商业化产品。

· 纳米级材料：纳米碳管、纳米合金材料。

· 纳米负极材料：纳米氧化物材料

二、圆柱锂电池电芯

1、圆柱形锂离子电芯品牌

圆柱型锂电池在日本、韩国锂电池企业中较为流行，中国国内也有相当规模的企业生产圆柱型锂电池。最早的圆柱形锂电池是由日本SONY公司于1992年发明。

知名圆柱形锂离子电芯品牌：索尼、松下、三洋、三星、LG、万向A123、比克、力神等。

2、圆柱形锂离子电芯种类

圆柱型锂离子电芯通常用五位数字表示，从左边数起，第一、二位数字是指电池直径，第三、四位数字是指电池高度，第五位数字表示圆形。圆柱型锂电池有诸多型号，比较常见的有10400、14500、16340、18650、21700、26650、32650等。

①10440电池

10440电池是一种直径为10mm、高度为44mm的锂电池，与我们常称为“7号电池”的大小一样，这种电池容量一般很小，只有几百mAh，主要应用在迷你电子产品。例如手电筒、迷你音响、扩音器等。

②14500电池

14500电池是一种直径为14mm、高度为50mm的锂电池，这种电池一般是3.7V或者3.2V，标称容量比较小，比10440电池大一点，一般是1600mAh，放电性能优越，应用领域最主要是消费电子类，例如无线音响、电动玩具、数码相机等。

③16340电池

16340电池是一种直径为16mm、高度为34mm的锂电池，这种电池由于尺高度矮一点，而且容量也不是很小，因此在强光手电筒、LED手电筒、头灯、激光灯、照明灯具等经常出现。

④18650电池

18650电池是一种直径为18mm、高度为65mm的锂电池，它最大的特点是拥有非常高的能量密度，几乎达到170瓦时/千克，因此这种电池是性价比较好的电池，我们平时经常看见的多数是这种电池，因为它是比较成熟的锂电池，各方面系统质量稳定性较好，广泛适用于10千瓦时左右的电池容量场合，例如在、在手机、笔记本电脑等小型电器上。

⑤21700电池

21700电池是一种直径为21mm、高度为70mm的锂电池，因为它的体积增大，空间利用率变大,电芯单体以及系统能量密度可得到提升，它的体积能量密度远高于18650型电池，广泛用于数码，电动车、平衡车、太阳能能锂电池路灯、LED灯、电动工具等。

⑥ 26650电池

26650电池是一种直径为26mm、高度为65mm的锂电池，标称电压3.2V、标称容量3200mAh，这种电池用拥有优秀的容量及高一致性等特点，已逐步成为代替18650电池趋势，在动力电池方面很多产品也将逐步青睐于此。

⑦ 32650电池

32650电池是一种直径为32mm、高度为65mm的锂电池，这种电池持续放电能力很强，因此比较适用于电动玩具、后备电源、ups电池、风能发电系统、风光互补发电系统。

三、圆柱锂电池市场发展

圆柱形锂离子电池技术进步主要来自关键电池材料创新研究与应用进展，通过新材料的开发进一步提高电池性能，提高质量，降低成本，改善安全性。为满足下游应用对电池比能量提升的要求，一方面通过采用高比容量的材料，另一方面可通过提高充电电压，采用高电压材料。

圆柱形锂离子电池从14500发展到特斯拉21700电池，在近中期的发展中，在优化现有体系锂离子动力电池技术满足新能源汽车规模化发展需求的同时，以开发新型锂离子动力电池为重点，提升其安全性、一致性和寿命等关键技术，同步开展新体系动力电池的前瞻性研发。

为了圆柱形锂离子电池的中远期发展，在持续优化提升新型锂离子动力电池的同时，重点研发新体系动力电池，显著提升比能量，大幅降低成本，实现新体系动力电池实用化和规模化应用。

四、圆柱锂电池和方形锂电池对比

1.电池形状：方形尺寸大小可以任意设计，而圆柱电池不能比。

2.倍率特性：圆柱电池焊接多极耳的工艺限制，倍率特性稍差于方形多极耳电池。

3.放电平台：采用相同的正负极材料和电解液的锂电池，从理论上来讲，放电平台应该是一致，但方形锂电池内放电平台稍微高一点。

4.产品质量：圆柱电池的制造工艺较为成熟，极片有二次分切缺陷机率低，且卷绕工艺的成熟度和自动化程度都比较高，迭片工艺目前还是采用半手工方式，这对于电池质量有不利影响。

5.极耳焊接：圆柱电池极耳较方形锂电池更易焊接；方形锂电池易产生虚焊影响电池质量。

6.PACK成组：圆柱电池有更易用特点，所以PACK技术简单，散热效果好；方形锂电池PACK时要解决好散热的问题。

7.结构特点：方形锂电池边角处化学活性较差，长期使用电池能量密度易衰减，续航时间较短。

五、圆柱锂电池和软包锂电池对比

1.软包电池安全性能较好，软包电池在结构上采用铝塑膜包装，发生安全问题时，软包电池一般会鼓气裂开，而不像钢壳或铝壳电芯那样发生爆炸;在安全性能上优于圆柱形锂电池。

2.软包电池重量相对轻，软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻40%，较圆柱形铝壳锂电池轻20%;内阻小，软包电池的内阻较锂电池小，可以极大的降低电池的自耗电;

3.软包电池循环性能好，软包电池的循环寿命更长，100次循环衰减比圆柱形铝壳电池少4%～7%;

4.软包电池设计比较灵活，外形可变任意形状，可以更薄，可根据客户的需求定制，开发新的电芯型号。而圆柱形锂电池不具备这个条件。

5.软包电池相比于圆柱形锂电池的不足之处为一致性较差，成本较高，容易发生漏液。成本高可通过规模化生产解决，漏液则可以通过提升铝塑膜质量来解决。