IEC國際標(biāo)準(zhǔn)

電池行業(yè)領(lǐng)域通用的是一種IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。IEC(國際電工委員會(huì)InternationalElectricalCommission)為了促進(jìn)世界電工電子領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化而制定了IEC電池標(biāo)準(zhǔn)。IEC61960就是針對(duì)鋰電池電芯及電池產(chǎn)品的電性能指標(biāo)參數(shù)(容量、循環(huán)、內(nèi)阻等)進(jìn)行規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)IEC61960標(biāo)準(zhǔn)，鋰電池電芯型號(hào)標(biāo)識(shí)主要由以下部分組成：

第一部分(3個(gè)字母)：

第1個(gè)字母表示電池的負(fù)極材料。I表示有內(nèi)置電池的鋰離子，L表示鋰金屬電極或鋰合金電極。

第2個(gè)字母表示電池的正極主要活性材料。C表示基于鈷的電極，N表示基于鎳的電極，M表示基于錳的電極，V表示基于釩的電極，以及T表示基于鈦的電極。

第3個(gè)字母表示電池的形狀。R表示圓柱形的電池，L表示方形的電池。

第二部分(5/6位數(shù)字)：

圓柱形電池字母后跟5位數(shù)字代表電池尺寸規(guī)格，前兩位代表圓形直徑(mm)、中間兩位代表電池高度(mm)*10，最后一位沒有含義為0。當(dāng)以上任意規(guī)格>=100mm，兩個(gè)數(shù)字之間加“/”。常見的型號(hào)如14500，14650,17490，18500,18650，26500。

常見圓柱形電芯規(guī)格型號(hào)：比克186502200mAh3.7V，三洋186502500mAh3.7V。

方形電池字母后跟6位數(shù)字，同樣也代表電池尺寸規(guī)格，前兩位代表電池厚度(mm)，中間兩位為電池寬度(mm)，最后兩位為電池高度(mm)。當(dāng)以上任意規(guī)格>=100mm，兩個(gè)數(shù)字之間加“/”;當(dāng)以上任意規(guī)格<1mm，則在此尺寸前加字母“t”，并將此單位擴(kuò)大10倍。常見比克、三洋方型電芯規(guī)格型號(hào)：比克063450A1200mAh3.7V，三洋UF103450P1880mAh3.7V。

方形電池在規(guī)格最后可加一位字母，表示電池材質(zhì)，S代表鋼殼，A代表鋁殼。

最后，可再加一位數(shù)字，表示并聯(lián)的電池單體數(shù)量，如果為1則不顯示。

˙ICR18650型號(hào)表示：圓柱形鋰離子電池，正極主要材料為鈷，直徑18mm，高度65mm

˙ICR20/1050型號(hào)表示：圓柱形鋰離子電池，正極材料為鈷，直徑20mm，高度105mm

˙ICP063048S型號(hào)代表：方形二次鋰離子電池，正極主要材料為鈷，厚度為6毫米,寬度為30毫米,高度為48毫米,S代表鋼殼

˙ICPt733448型號(hào)表示：方形二次鋰離子電池，正極材料為鈷，厚度為0.7mm，寬度為34mm，高度為48mm。

不同形狀電池的特點(diǎn)

圓柱形電池是最古老的電池形態(tài)，它的優(yōu)點(diǎn)包括生產(chǎn)工藝成熟，產(chǎn)品良率高，電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，應(yīng)用范圍廣，綜合性能突出，整體成本有優(yōu)勢。其缺點(diǎn)也比較明顯，圓柱形電池一般采用鋼殼或鋁殼封裝，會(huì)比較重，比能量相對(duì)較低。而且安全性較差，電池循環(huán)壽命較短。而且因?yàn)轶w積小巧可以在很多范圍內(nèi)使用。

隨著動(dòng)力電池興起，方形電池在國內(nèi)應(yīng)用普及率越來越高。而且相對(duì)于圓柱形電池，方形電池結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕比能量較高。由于方形可依需求定制尺寸，故市場上型號(hào)較多，工藝很難統(tǒng)一，對(duì)成本來說是個(gè)挑戰(zhàn)。

目前市場上還有軟包電池，軟包電池與圓柱形及方形相比，因其外包裝為鋁塑材料制成，只會(huì)鼓漲而不會(huì)爆炸，故安全性能更好，而且重量也更輕便。其形狀可以依據(jù)需求定制，可以做到超薄，也可以做成圓柱形方形或三角形等。另外軟包電池容量更大、內(nèi)阻更小、壽命更長，總的來說軟包電池性能更好。但是軟包電池目前型號(hào)較少，開發(fā)成本較高。

21700與18650電池的博弈

依照我國最新實(shí)施的國標(biāo)文件GB/T34013-2017《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》，延續(xù)使用IEC對(duì)電池尺寸型號(hào)的命名方式，規(guī)定了“蓄電池產(chǎn)品尺寸規(guī)格通用要求”、“尺寸公差要求”和“尺寸范圍要求”，其中圓柱形電池規(guī)格尺寸有18650、21700、26650、26700、32700和32134等;方形電池有從65mm到217mm多種不同尺寸。

當(dāng)前為了提升電池系統(tǒng)能量密度和減少電芯數(shù)量、從而降低成本，無論是方形、圓柱還是軟包電池都出現(xiàn)了單體電芯尺寸擴(kuò)大化的發(fā)展趨勢。比較明顯的是，當(dāng)前圓柱電池領(lǐng)域出現(xiàn)了18650向21700/26650升級(jí)的現(xiàn)象。

18650和21700是目前兩種主流型號(hào)。新型21700具有四大顯著的優(yōu)勢：

(1)電池單體容量提升35%。以特斯拉生產(chǎn)的21700電池為例，從18650型號(hào)切換至21700型號(hào)后，電池單體電池容量可以達(dá)到3~4.8Ah，大幅提升35%。

(2)電池系統(tǒng)能量密度提升約20%。斯特拉披露的數(shù)據(jù)來看，早期使用的18650電池系統(tǒng)能量密度約250Wh/kg，后來其生產(chǎn)的21700電池系統(tǒng)能量密度在300Wh/kg左右，21700電池的體積能量密度比原有的18650高出近20%。

(3)系統(tǒng)的成本預(yù)計(jì)下降9%左右。從特斯拉披露的電池價(jià)格信息分析，21700電池的動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)售價(jià)為170美元/Wh，而18650電池系統(tǒng)的售價(jià)為185美元/Wh。在Model3上使用21700電池后，僅電池系統(tǒng)成本就可以下降約9%。

(4)系統(tǒng)的重量預(yù)計(jì)下降10%左右。綜合前文可知，21700整體體積大于18650，隨著單體容量提升后，單體能量密度更高，所以同等能量下所需電池單體的數(shù)量可減少約1/3，在降低系統(tǒng)管理難度的同時(shí)也將減少電池包采用的金屬結(jié)構(gòu)件及電氣配件的數(shù)量，這進(jìn)一步降低了電池的重量。三星SDI改用一套新型21700電池之后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)相比目前的電池減少10%重量。

保持了18650型電池所具有的高可靠性和穩(wěn)定的性能，21700電池性能在各方面均比18650有較大提升。此外，相較于其他電池型號(hào)，21700從電池原材料選用、制作工藝和技術(shù)流程等方面，都和技術(shù)較成熟的18650電池相似。因此18650與21700的產(chǎn)線大部分可以兼容，部分企業(yè)比較穩(wěn)妥的辦法是在生產(chǎn)線上做文章，將生產(chǎn)線向21700和18650兼容上靠攏。一些企業(yè)的生產(chǎn)線從國外進(jìn)口，但組裝上都是自己進(jìn)行，因此可以投入較少的成本實(shí)現(xiàn)18650向21700的轉(zhuǎn)化。

21700掀電池產(chǎn)品更迭浪潮

18650是最早由日本SONY公司開發(fā)，當(dāng)年為了節(jié)省成本而定下的一種標(biāo)準(zhǔn)性的鋰離子電池型號(hào)。18650作為傳統(tǒng)電池電芯，技術(shù)比較成熟，生產(chǎn)廠家較多，適配性很強(qiáng)，可以在3C數(shù)碼、無人機(jī)、電動(dòng)工具等領(lǐng)域消化。而隨著新能源汽車興起，動(dòng)力電池成為電池企業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)。

特斯拉在生產(chǎn)電動(dòng)汽車的時(shí)候，當(dāng)年只有18650電池，但18650電池并非為動(dòng)力電池而生。2008年，特斯拉首款車型便與松下展開合作，采用18650鈷酸鋰電池作為其動(dòng)力電池。2017年1月4日，特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的新型21700電池開始量產(chǎn)，并強(qiáng)調(diào)這是目前可量產(chǎn)電池中能量密度最高且成本最低的電池。

2017年1月9日，三星SDI在松下之后適時(shí)推出了相同規(guī)格的新型電池21700。LG也表示21700電池將在2021年量產(chǎn)。

由此21700掀起電池產(chǎn)品改革熱潮，國內(nèi)外企業(yè)皆趨之若鶩研發(fā)生產(chǎn)：

1.比克電池：

18650-2.75Ah動(dòng)力電池電芯能量密度已經(jīng)達(dá)到240Wh/Kg，正致力于研發(fā)高能量比的21700圓柱動(dòng)力電池電芯。據(jù)悉目前已具備量產(chǎn)能力，預(yù)計(jì)在2018年能實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。

2.億緯鋰能：

2017年6月28日，4條21700與18650兼容的、年產(chǎn)能3.5GWh的全自動(dòng)化生產(chǎn)線便建成投產(chǎn)，這是國內(nèi)首條21700電池產(chǎn)線，這標(biāo)志著我國圓柱電池正式邁入21700時(shí)代。

3.江蘇力神：

作為鋰離子電池的龍頭企業(yè)，力神在技術(shù)和產(chǎn)品上還是具備相當(dāng)競爭力的，2015年又通過華霆?jiǎng)恿﹂_始大規(guī)模給江淮供應(yīng)圓柱18650三元電芯。2017年7月20日宣布其21700產(chǎn)線正式投產(chǎn)，這是國內(nèi)首家為21700產(chǎn)品定制的產(chǎn)線。

4.智慧能源：

三元18650型鋰電池已有產(chǎn)能超3GWh，2017年重點(diǎn)布局21700型電池，新建6條21700-5Ah的自動(dòng)化生產(chǎn)線，21700總規(guī)劃規(guī)模達(dá)7GW。目前已和國內(nèi)主流新能源智能汽車企業(yè)形成配套合作關(guān)系，并持續(xù)拓展戰(zhàn)略客戶新興互聯(lián)網(wǎng)車企等。

5.猛獅科技：

在詔安生產(chǎn)基地實(shí)現(xiàn)第一條18650生產(chǎn)線順利達(dá)產(chǎn)后，公司投入研發(fā)力量開發(fā)了21700型圓柱電芯。2017年8月16日，猛獅科技2GW產(chǎn)能的21700電池產(chǎn)線開始建設(shè)，預(yù)計(jì)2019年上半年全部達(dá)產(chǎn)。

6.智航新能源：

已有的18650電芯產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí)，且已經(jīng)研發(fā)了21700鋰電池并具備相關(guān)生產(chǎn)條件，會(huì)根據(jù)市場的實(shí)際情況適時(shí)推出21700鋰電池。

7.創(chuàng)明新能源：

國內(nèi)最早批量裝車的三元18650電池生產(chǎn)企業(yè)之一，動(dòng)力電池?fù)碛斜姸噘Y質(zhì)優(yōu)越的合作車企。據(jù)此前報(bào)道公司在早期就已經(jīng)開始著手21700產(chǎn)品的研發(fā)，其21700產(chǎn)線正在測試階段。

8.天鵬能源：

預(yù)計(jì)2018年公司總產(chǎn)能將達(dá)到6GWh左右。二號(hào)生產(chǎn)基地配置的設(shè)備兼容生產(chǎn)21700型產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)18650型和21700型的任意切換，產(chǎn)品能量密度可達(dá)200-240Wh/Kg。

9.天臣新能源：

公司的18650電池主要用于“一高一低”兩個(gè)領(lǐng)域，“高”指類似特斯拉的高端乘用車;“低”指10萬元以下的微型車、物流車等。據(jù)悉其21700電池已經(jīng)試產(chǎn)，預(yù)計(jì)在2018年內(nèi)正式投產(chǎn)，單體電池容量4.5Ah。

10.山木新能源：

據(jù)報(bào)道已經(jīng)成功量產(chǎn)21700電池。

11.安徽泰能：

去年公布投資50億規(guī)劃建設(shè)生產(chǎn)21700動(dòng)力電池。

12.橫店東磁：

2016年起開始涉足動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)的動(dòng)力電池主要為18650型，計(jì)劃從2018年二季度開始進(jìn)行21700電池的布局。

13.卓能新能源：

數(shù)碼18650領(lǐng)域的領(lǐng)軍巨頭之一，其產(chǎn)品得到了整車廠的一致認(rèn)可。卓能新能源表示未來將積極布局21700電池產(chǎn)線，以適應(yīng)鋰電市場的變化。

14.海四達(dá)：

總體產(chǎn)能已達(dá)到2.6GWh，產(chǎn)品涉及圓柱、方形和軟包三種路線。公司計(jì)劃2018年投資建設(shè)2條動(dòng)力電池產(chǎn)線，其中包含一條21700型號(hào)動(dòng)力電池產(chǎn)線，預(yù)計(jì)到2019年，海四達(dá)總產(chǎn)能將達(dá)到4GWh。