圆柱电池、软包和方形：哪种电池会在未来成为主流？

       锂离子电池有三种主要的形状结构（cell format or form factor），即圆柱形（cylindrical）、方形（prismatic）和软包电池（pouch）。不同的结构意味着不同的特性，它们有各自的优势和劣势。从近几年的市场发展趋势来看，软包电池的比重越来越高，专家预测，未来软包电池的市场份额有望超过50%。

       圆柱形电池：生产技术成熟，产量高

       圆柱形锂离子电池的型号很多，如14650、17490、18650、21700、26500等。圆柱形锂离子电池生产工艺成熟，PACK成本低，电池产品良率和电池PACK一致性高；由于电池组的散热面积大，其散热性能优于方形电池。圆柱形电池便于各种形式的组合，适用于电动汽车空间设计的全面布局。但圆柱形电池通常由钢或铝制成，重量大，体积小，单体比能量相对较低。此外，基于圆柱电池的pack由于空间利用率低，导致其pack级别的能量密度较低。

       目前，中国、日本、韩国和美国都有成熟的生产企业。随着电动汽车市场的进一步扩大和对续航能力要求的不断提高，整车企业对锂离子电池的能量密度、制造成本、循环寿命和产品附加属性提出了更高的要求。在原材料领域尚未取得重大突破的前提下，适当增加圆柱形电池的体积以获得更多的电池容量已成为探索的方向。目前，特斯拉已经开始大规模生产21700电池，并即将量产更大的4680电池。

       方形电池：型号很多， 做大做强

       方形电池片的外壳多为铝合金、不锈钢等材料，采用卷绕式或叠片工艺。其安全性优于铝塑膜电池（即软包电池），与圆柱形电池相比，方形电池的设计更加灵活。容易组装大容量电池，“容易做大做强”。由于方形电池pack密度高，单体之间的缝隙小，散热方面有待提高。锂离子电池的铝壳是在钢壳的基础上开发的。与钢壳相比，铝壳因其轻巧、安全，以及由此带来的性能优势，成为锂离子电池外壳的主流。目前，锂离子电池的铝壳仍在向高硬度、轻量化的技术方向发展，这将为市场提供更优越的锂离子电池产品。方形电池主要用于电动汽车领域。

       软包电池：市场份额在增加

       软包锂离子电池的关键材料--正极材料、负极材料和隔膜--与传统的钢壳和铝壳锂离子电池没有什么区别。最大的区别在于软包装材料（铝塑复合膜），它是软包锂离子电池中最关键、技术难度最大的材料。软包电池包装材料通常分为三层，即外阻层（一般为尼龙BOPA或PET形成的外保护层）、中阻层（中间层铝箔）和内层（多功能高阻隔层）。

       软包电池的包装材料和结构使其具有一系列优点，如软包电池的重量比同容量的钢壳锂离子电池轻40%，比铝壳锂离子电池轻20%。软包电池设计灵活，形状可变，可以做得更薄，可以根据客户的需要，开发新的电池型号。柔性电池的缺点是一致性差，成本高，容易漏电。成本高可以通过大规模生产解决，漏电问题可以通过提高铝塑膜的质量解决。

       在与数码消费电子产品相关的领域，对电池的要求朝着小体积、轻量化、软包化的趋势发展，加速取代了矩形铝壳。软包聚合物锂离子电池以其优异的综合性能，在智能手机、平板电脑、可穿戴设备等消费电子产品中广泛使用，且上升速度远远高于锂离子电池行业的平均水平。此外，动力锂离子电池的应用也在不断加快。一般来说，圆柱形、方形和软包装电池各有优缺点。每种电池都有自己的主导领域， 此外，软包电池一般是从实验室阶段迈向产业化的重要一环。中试的产线以软包电池为主，因为其制备简单，设备投入小，可以做成各种形状。

       圆柱形、软包和方形电池的比较

       小结

       每种电池都有各自的优缺点和主要应用领域。未来的竞争将更加激烈。圆柱形电池广泛用于电动工具、玩具、灯具、汽车工业、电动自行车和一些便携式移动能源系统。软包电池广泛用于智能手机、无人机、笔记本电脑、可穿戴设备等。最后，方形电池广泛用于电动汽车，包括非公路工业卡车和不同类型的叉车，基于通信的站，电网储能，医疗领域等。