锂电池：区别、用途和如何选择最佳电池

今天，锂电已经成为技术和能源世界中最重要的部件之一。它们的高能量密度、长寿命和快速充电能力使它们成为从电子设备到电动汽车的广泛应用中的一个领先选择。

然而，随着对锂电池需求的增加，市场上的各种选择也在增加。了解它们之间的差异，并知道如何为每种情况选择最好的，变得至关重要。

在这篇文章中，我们探讨了锂电池、它们的区别、用途以及如何选择最好的电池。

最常见的锂离子电池类型

电池采取不同的物理形式，这决定了结构和设计，这反过来又影响了锂电池的电气和机械特性。

主要的格式有：圆柱形、片状或棱形。

圆柱形细胞

与家用旋钮非常相似，圆柱形电池有一个精确的圆柱形形状。18650电池的直径为18毫米，高度为65毫米，是电池行业中最常见和最广泛使用的格式之一。

圆柱形电池的优点

圆柱形锂离子电池有几个优点，其中最重要的是：：

• 耐用的外壳圆柱形电池设计有一个坚固的金属外壳，通常由不锈钢制成。这种外壳为电池的内部元件提供了强有力的保护，使其更加耐用，能够承受不利条件，如冲击、振动和高温。这在需要机械强度和额外保护的应用中尤其重要。

• 细胞化学的灵活性圆柱形电池允许选择改变电池的内部化学成分，同时保持相同的密封机制。这意味着制造商可以调整电池的化学成分以提高性能、容量或安全性，而不需要完全重新设计外壳或密封系统。这为不同的要求和锂电池技术的进步提供了灵活性和适应性。

• 广泛供应锂离子圆柱形电池，特别是18650电池等标准格式，在市场上广泛存在。这使得它们很容易获得和购买，用于各种应用，从便携式电子设备到电动汽车。这些圆柱形电池的广泛供应有助于它们的普及和易于集成到各种系统和产品中。

圆柱形细胞

圆柱形电池的劣势。

诚然，圆柱形的锂离子电池也有一些缺点。这里列出了其中的一些：

• 单个细胞的容量低与其他锂离子电池格式相比，圆柱形锂离子电池的单个容量相对较低。例如，最常见的圆柱形电池，如18650，其最大容量为3Ah左右。这可能会限制每个电池所储存的能量，需要使用多个电池串联或并联以达到所需的容量。

• 通过焊接组装在使用圆柱形电池的电池组的构造中，单个电池通过焊接进行串联和并联组装。与其他连接方法相比，这涉及到一个更加复杂和昂贵的过程，例如棱形电池可以通过柔性连接器或激光焊接来连接。此外，焊接使得在发生故障时很难更换单个电池，因为通常需要更换整个模块。

• 包裹的安全性降低电池组中许多圆柱形电池的串联和并联性质会导致整个系统的安全性下降。如果单个电池出现故障，会影响整个电池组的性能和稳定性。此外，缺乏单个电池的更换会导致更高的安全风险，因为在电池故障的情况下，需要完整的模块更换。

大多数锂离子电池组装商将几个电池并联起来，以达到所需的容量：例如，为了使用2.5Ah电池达到200Ah的容量，必须将80个电池并联起来，所有这些电池都是并联的。
如果内部问题导致这些短路中的一个发生，它不仅会吸收自己的能量，还必须耗散80个圆柱形电池并联的所有能量。这可能导致模块中出现非常高的热量，产生灾难性的影响，如火灾。
为了防止这种情况，特斯拉等主要制造商使用复杂的生产工艺，允许电池通过一种保险丝并联。如果一个电池短路，"保险丝 "就会烧毁，电池组的安全就不会受到影响。

不幸的是，工业市场上的锂离子电池制造商都没有这种类型的技术。由于这些负面因素，我们在NCPOWER避免使用这种类型的电池。

层状细胞，它们是什么以及它们的优势和劣势？

层压电池或袋装电池是一种锂电芯，在其格式和结构上与圆柱形电池不同。这些电池没有圆柱形的金属外壳，而是由一个灵活的薄片组成，作为内部组件的容器和分离器。

在层压电池中，活性元件，如阴极、阳极和电解质，被放在两层柔性材料之间，通常是层压聚合物，如聚酯或聚烯烃聚合物。这些柔性层密封组件并防止泄漏或不需要的反应。额外的密封层被用来保护电池免受湿气和外部空气的影响。

袋式电池的优点

层压或袋装锂电芯为其技术提供了某些积极方面。其中一些是：

• 高能量密度袋式电池具有很高的能量密度，这意味着它们可以在相对较小的尺寸内储存大量的能量。这在需要长电池寿命或高功率的应用中特别重要，例如在电动汽车或便携式电子设备中。

• 低住房成本与圆柱形电池相比，袋式电池通常具有较低的外壳成本。这是因为与圆柱形电池的金属外壳相比，袋式电池的制造过程不太复杂，使用的材料也不太昂贵。因此，袋式电池可以为能源储存提供一个更经济的解决方案。

• 可用容量的范围在市场上，有各种不同容量的小袋电池可供选择。它们的范围从几百毫安时（毫安时）到20安时左右，尽管超过这一门槛的制造商不太常见。这给设计者和制造商提供了一系列选择，以适应不同的功率要求和应用规模。

证券交易所单元的例子

袋式电池的缺点

层压式或袋装锂离子电池有一些与它们的脆弱性有关的消极方面，以及在包装和容量方面的限制。 

其中一些方面详见下文：

• 壳体的脆弱性与圆柱形电池相比，袋状电池的外壳更容易受到损害和破损，因为它是由柔性材料组成的。即使是轻微的压力，如使用指甲，也会不可逆转地损坏外壳。在电池暴露于冲击或不利条件的环境中，这可能是个问题。

• 包装系统中的局限性袋式电池的包装需要精心设计，以避免单个电池的任何应力或变形。震动、挤压或变形会损害电池的完整性，并影响其性能和寿命。此外，由于袋式电池的灵活性，为特定应用开发定制的模块可能很复杂，甚至不可能。

• 中-低容量：与其他锂离子电池格式相比，袋式电池往往具有中等偏低的容量。这意味着在工业应用中，需要几个电池并联才能达到足够的容量。然而，这可能会影响电池组的安全性，并增加负载平衡和管理系统的复杂性。

• 个体细胞替换困难与圆柱形电池一样，袋状电池也是通过焊接串联或并联的。这使得在不更换整个模块的情况下，几乎不可能更换一个单独的电池。这可能是昂贵的，并导致在电池故障时的停工期。

棱镜细胞

锂电池单元中另一种常见的形式是棱镜型。它们的主要特点是有一个固体外壳和焊接的终端。

棱镜电池的优点

与其他锂电芯格式相比，棱镜电池具有几个重要的优势。其中一些优势详见下文：

• 耐用的外壳棱镜电池有一个坚固耐用的外壳，使它们适合于生产定制的电池组。它们的坚固性使它们能够承受恶劣的条件，并尽量减少对昂贵和复杂的机械应力研究和测试的需要。

• 单个元素的高容量棱镜电池可以实现单体电池的高容量，单体电池最高可达300Ah。这种高容量在创建大容量电池方面特别有价值，如在工业市场，避免了使用多个电池并联的需要。这不仅简化了设计和装配，而且还大大提高了整个电池组的安全性。

• 螺丝柱棱镜电池的端子上通常有螺丝柱，这使它们更容易组装，并允许更方便地更换元件，甚至在现场。这减少了电池故障时的复杂性和维护时间，因为无需拆卸整个电池组就可以更换。

这些优势使棱镜电池成为各种应用的一个有吸引力的选择，特别是那些需要高容量和定制装配的应用。然而，考虑与这种电池格式相关的限制和挑战也很重要。

棱镜式电池的劣势

棱柱形锂电池的缺点之一是其高能量密度与其他电池格式（如圆柱形电池）相比可能略低。这部分是由于棱柱形电池所使用的密封盒的类型。

棱柱形电池的坚固外壳，虽然在耐用性和易于组装方面具有优势，但与圆柱形电池相比，会占用额外的空间，这可能影响电池的整体能量密度。这意味着，与类似尺寸的圆柱形电池相比，储存相同数量的能量需要稍大的体积。

然而，重要的是要注意，棱镜电池仍然能够提供相当水平的能量和容量，并被广泛用于各种应用。选择适当的电池格式将取决于应用的具体需求，考虑的因素包括所需的容量、可用的空间、电池组设计和其他技术和性能要求。

棱形电池的例子

	圆柱形	从证券交易所	棱镜学
优势	耐用的外壳，灵活的电池化学成分，广泛的可用性	高能量密度低住房成本可用容量范围	耐用的外壳单个元件的高容量螺丝柱
劣势	单个电池的低容量焊接装配降低了包装的安全性	壳体的脆弱性包装系统的局限性中低容量单个电池更换困难	由于密封盒的缘故，能量密度略低，电池体积和大小更优。
用途	圆柱形电池通常用于小型锂电池（<2kWh），例如电动自行车、螺丝刀、花园工具等）。只有特斯拉在汽车领域使用它们。	袋式电池主要采用NMC化学方法生产，特别用于高功率应用（高电压和低容量）或需要减少体积的应用，如电动摩托车或电动汽车。	棱镜电池被用于锂电池中。 工业部门  而在  汽车工业 以生产中型和大型电池组。

哪些是最适合电动汽车的？

NCPOWER已经选择了 棱形细胞  恰恰是因为其电池的巨大优势。这些电池提供了一个良好的能量密度与功率密度比，使它们适合于需要高容量和持续输送能量的应用。

它们使我们能够在电动汽车应用和汽车工业中实现高质量的性能。  领先的锂电技术 在西班牙。