18650锂电池、软包电池谁更适合电动汽车？
中国储能网讯：2017年1月，全球知名电动汽车品牌特斯拉对外宣称，该公司位于内华达州的超级工厂（Gigafactory）已经开始量产锂离子电池。这款圆柱形“21700锂电池”是特斯拉和松下共同设计的，将用于特斯拉储能产品和新款Model 3轿车。
从1，圆柱型锂离子电池的风头似乎越来越盛。然而，虽然特斯拉执着于以18650为代表的圆柱形电池，另外两大世界电动汽车品牌，日产聆风和雪佛兰沃蓝达的选择却有所不同。资料显示，日产聆风、雪佛兰沃蓝达在动力电池上的选择上是层叠式软包电池。
同为世界知名的电动汽车品牌，什么原因让它们对动力电池的选择截然不同？ 在车用动力电池应用领域，18650锂电池和软包电池各自的优缺点又在哪里呢？
电解质的形态不同是关键
作为目前市场上两种主流的动力电池，18650电池和锂聚合物软包电池按外壳封装材质而区分。18650电池一般是钢外壳封装（18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示为圆柱形电池），内部电极片与隔膜的结构是卷绕式。锂聚合物软包电池外包装使用的是铝塑膜，内部电极片与隔膜是层叠式（一层一层堆叠起来）。
虽然外形和内部结构有所不同，但是这两种电池的原理基本一样。两种电池都有正极、负极以及电解液，正极材料一般为钴酸锂、镍钴锰酸锂（三元材料）、磷酸铁锂或锰酸锂等，负极材料一般为石墨，电解液则为六氟磷酸锂溶液。
二者主要的区别在于电池内部材料之一——电解质的形态不同：锂聚合物软包电池内部的电解质采用的是聚合物，一般为凝胶或者固态，而18650电池内部的电解质一般是液态。
各有优缺点 应用领域不同
18650锂电池和锂聚合物软包电池各有优缺点。目前，18650电池生产自动化程度高，电池的一致性、安全性均达到了较高水准，加上电池本身体积小、重量轻， 使其在系统开发的模块化以及标准化程度上均具有独特优势。很多人认为，采用18650电池作为新能源电动汽车的动力之源，在现阶段是最优的选择。
但是，18650电池也有无法回避的缺点，那就是单体容量较低（普遍在2~4Ah左右）。这让18650电池在应用时所需的电池数量非常多，保持电芯一致性、电池散热的电池管理系统也就更为复杂。
与18650电池相比，锂聚合物软包电池单体容量较高，而且具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点（可以制作出0.33mm、0.50mm等型号的超薄电池），其主要缺点在于一致性较差、机械强度差。基于锂聚合物软包电池的特点，锂聚合物软包电池正越来越多地被用在手机、笔记本电脑、移动电源等领域。但是，由于胶体（或固态）电解质的导电性不太好，内阻较大，锂聚合物软包电池现在很少应用在电动汽车上。
软包电池并不全是锂聚合物电池
既然锂聚合物软包电池很少应用在电动汽车上，那么，日产聆风的层叠式软包电池又是什么类型的电池呢？
事实上，虽然锂聚合物软包电池一般被概称为软包电池，但是，由于软包电池也可以采用液态电解液，所以软包电池并不全是锂聚合物电池。日产聆风的电池正是采用液态电解液的软包电池。
不管是锂聚合物软包电池，还是内部材料为液态电解液的软包电池，软包电池一般采用铝塑膜封装。而铝塑膜的厚度薄，机械强度差，在汽车发生碰撞等极端情况下，铝塑膜很容易发生破损导致事故产生，这是软包电池运用在新能源汽车上的主要缺陷。
据悉，为了保证安全，日产聆风在4个单体组成的电池模块外面再加一个铝壳以策万全。即便如此，电池漏液仍然是日产聆风电池的致命缺陷，日产聆风电池在车友中有“漏液王”的称号，经常为人所诟病。
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微信公众账号：特拉斯为什么使用18650组合电池？ 李革臣为你讲述动力锂电池1865
【文/中国联盟网记者& 夏至】 18650被称为锂离子电池的鼻祖，全国锂电池汽车的先行者&&美国特拉斯汽车公司使用的就是18650组合电池技术。
（哈尔滨工业大学教授& 李革臣）
&在新能源汽车市场上，谁掌握其电池技术谁就掌握了市场主动权，正如特拉斯，这家之前并未涉足汽车行业的电动汽车公司，因为其突破了电池技术这一难题，便在激烈的市场竞争中占据了重要位置。
&特斯拉对18650电池的偏爱不无道理，18650锂离子电池具有容量大、寿命长、安全性能高、电压高的特点，又因为在充电前不必将剩余电量放空，使用方便，深受消费者的青睐。随着人们对18650电池技术研究的不断加深，使得电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。作为最早的锂离子电池，18650电池也是目前世界上最成熟、最稳定的电池组合，至今仍然占据领先位置。&
我国每年生产18650电池约几十亿节，这一数据远远超出其他材料的电池，
哈尔滨理工大学教授李革臣教授作为我国著名的动力锂电池的专家，不仅对动力锂电池有着多年的研究，对新能源汽车市场也有着独到的见解。日&25日，由中国电池联盟、清华大学、北京理工大学共同主办的&201 第四届新能源汽车用动力电池及材料与充电技术论坛&，于北京陶然大厦召开。届时，李革臣教授将就：&动力锂电池18650组合路线产业化技术研究&做演讲报告，讲述我国在动力锂电池18650组合路线的发展历史和未来走向以及我国的科研成果，在国际上的地位。
届时，各企业精英、专家学者可报名参加&2015第四届新能源汽车用动力电池及材料与充电技术论坛&在现场与李革臣教授做交流、互动。
联系人：王杰& 刘宝国
联系电话：&&&&
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原标题：新能源电动汽车为何选用18650电池，包括特斯拉？对于用18650电芯做为新能源电动汽车电池的技术路线，大家可能首先把目光转向特斯拉。特斯拉在进行电动汽车电池开发时，测试了很多种类的电池，但最后把目标锁定在18650电池，那么究竟18650电芯有哪些优缺点？本文作者为小鹏汽车团队工程师，他将对此进行分析。首先对18650圆柱形锂离子电芯做简要认识18650其实是指电池的外形规格，是日本SONY公司当年为了节省成本而定下的一种标准电池型号，其中18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示为圆柱形电池。18650电池原指镍氢电池和锂离子电池，由于镍氢电池现在比较少用，所以现在多指锂离子电池。18650锂离子电池单节标称电压一般为3.6V 或3.7V；最小放电终止电压一般为2.5～2.75V。常见容量为mAh。关于一致性18650电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池，广泛应用在电子产品中。多年来，日本厂商在18650电池的生产工艺上积累了大量的经验，使得产出的18650电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。相比之下，层叠式锂离子电池远远没有成熟，常见的有方形电池、软包电池，甚至连尺寸、大小、极耳位置等都不统一，电池厂商所具备的生产工艺也不能满足条件，大多数以人为控制为主，电池的一致性达不到18650电池的水准。如果电池的一致性达不到要求，大量电池串、并联形成的电池组的管理也将不能让每个电池的性能更好地发挥，而18650电芯可以解决这一问题。总结来说，18650电池的单体容量小，所需的单体数量会很多(Model S有7104只)，但是一致性很好；层叠式电池的容量可以做得较大(20 Ah到60 Ah)，单体数量可以降低，但是一致性差。相比之下，现阶段很难投入大量的人力物力与电池供应商一起去改善层叠式电池的生产工艺。因此，在研发Roadster和Model S的时候，Tesla的唯一选择是从市场上去购买电池，自行开发电池系统。开发一套管理6000多节单体一致性很好的电池系统与开发一套200多节一致性很差的电池系统，相比之下，前者的技术难度应该更低一些。即使单体电池数目增多，但是如果这些电池的性能是可靠的，管理起来还是容易一些。对比另一款很成功的纯电动汽车，日产的LF，它采用的是层叠式锂离子电池。这是因为日产与合作多年，在电池技术方面积累很深厚，在品质控制方面有相当的功力。LEAF的电池来自AESC——日产与NEC的合资公司。对比下美、日、中等不同地区的汽车厂商在开发电动汽车时与电池厂商的合纵连横是一件非常有意思的事情。关于散热能力层叠式电池的厚度薄、表面大，均热、散热能力都不错，因此日产LEAF很大胆地采用了被动式热管理系统(其实就是不管理！)，由空气的自然对流将热量带走。从左到右，LEAF从单体，到四节单体电池两并两串组成的电池模块，再到由48个电池模块串联组成的电池组如下图所示：可以看到，电池组上没有任何的风扇、冷却液管道等热管理系统。大概这就是无招胜有招。反过来看Tesla，18650电池的个头比较小，在正常充放电时单体电池内部的温差也不会太大。但是，6000多个单体电池的温差也应当保持在不超过5 C的范围内，这是一件非常困难的事情。但是，Tesla做到了。怎么做到的？Tesla 的电池管理系统 (BMS) 相比其他电动汽车有哪些优势？如上图，这些管道是冷却液的流道，流道均匀分布在电池模组中间，能让每只电芯能很好地跟水管接触，这样每只电芯在冷却时带走的热量也几乎一样，温差也就可以有效地控制在很小的范围内。总结来说，由于采用了小容量的18650电池，Tesla的热管理系统的复杂度是大大增加了的。也就是说，如果从散热能力方面考虑，使用小容量的18650电池不是最优选择。关于能量密度谈到能量密度，就必须区分单体电池的能量密度与电池组的能量密度。就单体电池的能量密度来看，18650电池要高于层叠式锂离子电池。日产LEAF所用的33 Ah锂离子电池的能量密度是157 Wh/kg，GM Volt所用的层叠式电池的能量密度约为150 Wh/kg；而Roadster所用的18650电池的能量密度约为211 Wh/kg。但是，18650电池的管理系统更加复杂，由此额外增加的重量会使得电池组的能量密度远低于单体的能量密度。Roadster的电池组重量是450 kg，能量密度是118 Wh/kg，而LEAF电池组的重量是225 kg，能量密度是107 Wh/kg。在电池组层次，两者的能量密度已经不相上下。关于安全性前面提到层叠式锂离子电池的各种优点，但它也有一些缺点。由于层叠式锂离子电池一般是采用铝塑膜封装的，而铝塑膜的厚度薄，机械强度差，在汽车发生碰撞等极端情况下，铝塑膜很容易发生破损导致安全事故产生。这也就解释了为什么日产要在4个单体组成的电池模块外面再加一个铝壳。18650电池一般是钢壳，安全性更好；而且前面也提到随着18650电池生产工艺水平的的不断提高，安全性也在不断提高。Tesla在应对这些18650电池可能出现的安全事故上，也倾注了很多心血。如果一个单体电池出现温度过高等异常情况，根据异常情况的恶劣程度，这枚电池或其所在的模组会断电以防止事故的蔓延。由于单体容量小，只要不发生蔓延，事故的严重程度将是较低的。关于成本18650锂离子电池具有容量大、寿命长、安全性能高等特点，又因为体积小，重量轻，使用方便，深受消费者的青睐。随着人们对18650电池技术研究的不断加深，使得电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。作为最早的锂离子电池，18650电池也是目前世界上最成熟、最稳定的电池组合，至今仍然占据领先位置。我国每年生产18650电池约几十亿节，远远超出其他材料的电池。
而Tesla采用18650电池，就可以利用日本等厂商之前的生产线进行生产。在消费类电子产品所用18650电池竞争日趋激烈的情况下，松下等厂商与Tesla合作升级产品，将原有的生产线改良后用于生产动力电池。工业生产有一个规模效应，当生产产品的规模达到一个量级之后，成本会大大降低。一辆新能源汽车就需要成千上万节18650电池，因此单体的采购成本可控。小结可以说，采用18650电池作为新能源电动汽车的动力之源，在现阶段是最优的选择。随着电池技术工艺的成熟，同时也会出现更多新型的电池应用在新能源电动汽车上。
本文来源：cnbeta网站
责任编辑：王晓易_NE0011
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