设备产品设计，终端产品设计，如何选择正确的电池

设备产品设计，终端产品设计，如何选择正确的电池 

在一款电子产品设备一般由,主板、电池、屏幕、等关键元件，其中电池已经成为一款产品的必备器件，其作用也越来越大，比如电池的选项会影响产品设计的尺寸，散热、屏蔽、安全等等问题，那在设备设计中我们如果选择正确的电池呢?

由于其几何形状，圆柱电池之间的间隙较大，有利于空气流通，从而提高散热效率。圆柱形电芯相对数量较多，对于热管理系统要求更高。圆柱电池具有一致性好、生产效率高、系统层面散热能力强，尺寸升级后可一定程度上改善其原本的单体能量密度低、模组所需电芯多及其导致的寿命差、管理复杂等问题。但总的来说，其能量密度较低、产品的成组效率较低仍然是较为明显的劣势。 

根据不同设备产品设计要求，按照封装形式来划分，锂电池可以分为方形、圆柱与软包三种形态。封装形式是指单体锂电池的封装结构，不同的封装形式对应不同的工艺制程，也对应了不同形态的电池精密结构件。目前，锂电池封装形式技术路线主要包括圆柱、方形、软包三种形式。

1）方形：通常采用卷绕或者叠片工艺进行裸电芯的制作，以方形的铝壳或者钢壳作为封装材料。方形电池有成组效率高、单体容量大、结构简单的优点，尺寸型号、体积固定，形状不易变化，可能限制一些设备的电池设计。另外方形电池的一致性较低、散热难度大。由于方形电池比圆柱形电池大，因此需要更少的电芯来实现相同的能量。这意味着，对于相同的体积，使用方形电池需要焊接的电气连接更少，减少所需结构件的数量，提高体积利用率。

发展前景：过去几年，方形电池性能在国内产业链的扶持下得到迅速的提升。宁德时代麒麟电池采用CTP技术，从物理结构层面改良方形电芯的成组，进而提升电池包的能量密度和安全性能。这些改进弥补了方形电芯与圆柱电池的性能差距，最终促成的方壳电芯在动力电池市场的崛起。

自宁德时代在方形电芯取得技术突破后，上汽、广汽、北汽、吉利、长安、东风等订单接踵而来。在终端市场占有率上，根据高工产业研究院（GGII）数据，方形电池如今占据了国内动力电池超90%的市场份额。最近靠着软包起量的韩国厂商SK On、 LG新能源改变了产品开发方向上的战略重点，宣布成立专项小组来开发方形电池。

设备设计主要企业：宁德时代、比亚迪、瑞普兰钧、三星  SDI、国轩高科

（2）软包：软包电池因为采用了叠片的制造方式，所以体积更加纤薄，能量密度最高（采用了比铝外壳重量更轻的铝塑膜包装），被视为是解决续航和安全焦虑的利器，也能够为过度到固态电池做好衔接，在考虑整车布局（形状上有着更多的想象空间，变化更多，不止局限于矩形。可以组成小型电池组放置在后备厢下方，也可以做成T字形布局。）软包电池有单体能量密度高、电化学性能良好、安全性高、设计灵活等优点，形状可变，适应性强，能量密度较高。但其产品一致性要求更高、成组效率相对较低、成本相对较高。

发展前景：如今电池的发展趋势，软包电池不受待见已经很久了。即便从理论上来说，相较方形和圆柱电池采用硬壳包装，软包电池遭遇热失控后更不易爆炸。但实际中，对整个汽车电池系统影响最大的因素在于单体电芯的一致性，而这恰恰是软包电池劣势之一，也导致搭载软包电池的电动汽车安全事故频发。

设备设计主要企业：孚能科技、蜂巢能源、万向A123、卡耐新能源

（3）圆柱：圆柱电池通常采用圆柱形的钢壳进行封装，裸电芯制作采用卷绕工艺。圆柱电池是锂电池的最佳实践之一，也是标准化、通用性的产品。早在1992年，日本SONY公司就研发出了18650电池。目前的圆柱形电池，可分为14650、18650、21700、32650、4680等型号，这是由电池尺寸命名的电池名称。18650是技术最为成熟的一种，而21700则是特斯拉近年来主推的新型电池（国内力神、比克有产品）。

设备设计中选择方形电池的技术优势：安全性高系统能量效率高，能量密度较高，结构较简单，稳定性好，扩容相对方便。缺点：艺难统一，单体差异性较大在大规模应用中存在系统寿命远低于单体寿命的问题

设备设计中选择圆柱电池，电池的技术优势是成组灵活度高，成本较低，工艺技术成熟，产线高度标准，技术缺点是：成组后散热设计难度大单体容量，能量密度较低。

设备设计中选择软包电池，电池的技术优势是尺寸变化灵活度高，重量轻能量密度，内阻小，安全性好，缺点是机械强度差，封口工艺难。成组结构复杂，设计难度大。成本较高。

  专业设备设计，中期来看，为突破电池能量密度上限，业界纷纷在电池结构上求创新，其本质是利用电芯外壳的支撑作用，减少模组结构件使用，提升电池包的能量密度。软包外壳缺乏支撑作用，在精简模组环节难度较大，因此中期来看方形和圆柱电池更能适应结构上的创新。从长期来看，基于固态电池的发展趋势，未来不再需要液态电解液后，硬壳的必要性下降，因此软包被认为是固态电池适配的封装方式。

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