电芯的三种“姿态”-方形铝壳、圆柱、软包的优劣盘点
我们都知道电芯主要分为三种：方形铝壳电池，圆柱电池和软包电池。他们的特点分别是什么呢？高格科技仪器本期新闻来一起探讨电芯的三种“姿态”。
当前市场上的动力电池主要以方形占主导，数码产品主要以软包型电池为主要，圆柱电池则作为高性价比产品填充市场份额，但是这三种类型的电池之间存在优缺点。
一、圆柱电池
圆柱锂电池较早是由日本SONY公司于1992年发明，因18650圆柱型锂电池的历史相当悠久，所以市场的普及率高，圆柱型锂电池采用成熟的卷绕工艺，自动化程度高，产品传品质稳定，成本相对低。圆柱型锂电池有诸多型号，比如常见的有17490、14650、18650、26650、21700以及特斯拉去年推出的46800等。
1、圆柱卷绕式的优点包括:
卷绕工艺成熟、自动化程度高、生产效率高、一致性好、成本相对较低等，
2、缺点包括:
圆柱外形导致的空间利用率低、径向导热差导致的温度分布问题等。由于圆柱电池的径向导热性能不佳，电池的卷绕圈数不能太多(18650电池的卷绕圈数一般在20圈左右)，因此单体容量较小，应用在电动汽车上时需要大量单体组成电池模组和电池包，连接损耗和BMS管理复杂度都大大增加。
二、方形电池
方形硬壳电池壳体多为铝合金、不锈钢等材料，内部采用卷绕式或叠片式工艺，对电芯的保护作用优于于铝塑膜电池(即软包电池)，电芯安全性相对圆柱型电池也有了较大改善，不过方形硬壳电池关于冷却系统布置的要求更高。
方形电池的普及率在国内很高，随着近年汽车动力电池的兴起，汽车续航里程与电池容量之间的矛盾日渐突显，国内动力电池厂商多采用电池能量密度较高的铝壳方形电池为主。
因为方形电池的结构较为简单，不像圆柱电池采用强度较高的不锈钢作为壳体及具有防爆安全阀的等附件，所以整体附件重量要轻，相对能量密度较高，单体数量自然随之降低，因此对BMS电池管理系统的要求也就更低。
三、软包电池
软包锂电池所用材料和处理工艺与传统的钢壳、铝壳锂电池之间的区别不大，很大的不同之处在于软包装材料(铝塑复合膜)，这是软包锂电池中关键、技术难度非常高的材料。软包装材料通常分为三层，即外阻层(一般为尼龙BOPA或PET构成的外层保护层)、阻透层(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明显优势：安全性能好，软包电池在结构上采用铝塑膜包装，相对于硬壳封装不易发生爆炸;能量密度高，软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻40%，较铝壳锂电池轻20%；缺点方面：软包电池目前需要解决标准化与成本高、高端铝塑膜严重依赖进口、一致性较差等问题。
总体上，圆柱、方形和软包三种封装类型的电池各有优劣，每种电池都有主导的领域。根据电池的材料特性、产品应用领域、产品特性等结合封装形式的特点可以确定较佳的封装方式。每种封装类型的电池都有自己的工艺难点，好的电池设计涉及电化学、热、电、机械等诸多领域的复杂问题，对电池及系统的整体设计提出了较高的要求。同时安全性能也是消费者高度关心的问题，不管是哪种电池电芯，需要依据GB38031、GB31241、UN38.3、GB/T31485等测试标准经过常温或高温外部短路、过充电、高低温、短路、防爆、过充过放电、低气压、温度循环、振动、加速度冲击、跌落、挤压、针刺、重物冲击、热滥用、燃烧、洗涤等系列安全测试，做到不容易起火、爆炸、漏液才算是合格的。
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