自2020年9月份特斯拉电池日提出了4680大圆柱电芯以来
，大圆柱电芯在市面上再次成为行业人士茶余饭后的焦点。除了特斯拉之外
，海内的头部电芯厂也都纷纷开始加入大圆柱电芯的批量工业化投入中
，好比亿纬锂能在湖北投产4680和4695大圆柱的量产。

       凭据特斯拉展示的数据看
，4680大圆柱电芯将在2170圆柱电芯的基础上能量提升5倍
，里程提高16%
，且本钱下降14%
，其技术诱惑力很是显著。然而
，已往在海内新能源汽车快速生长的时期
，包括CATL、BYD等一线品牌都将重点放在方块电芯技术路线上
，目前动力电池工业化基本上以方块电芯为主
，甚至包括特斯拉也有在海内采购容量161Ah左右的方形电芯用于其某款车型上。从技术的专业角度看
，两种技术路线都有自己保存的价值和优势
，在一个庞大的电池系统里
，虽然电芯占比本钱最高
，但从宁静性、性价比等方面剖析的话也不可只将注意力集中在电芯一个维度上
，好比特斯拉通过先进的治理系统设计将圆柱18650、21700工业化应用在能量凌驾70KWH的电动汽车上
，实际上是接纳先进的治理来优化电池系统性能的优秀案例。

       基于目前圆柱电芯的热度
，本文作者重点剖析一下圆柱电芯的优势
，供行业相关人士配合探讨(需要说明的是：剖析圆柱电芯的优势也仅仅是相对优势
，并无排斥其他技术路线的意图)。在作者看来
，圆柱电芯在实际的应用中主要有如下三大优势可供参考：

一、小容量的灵活性优势

       圆柱电芯由于尺寸和工艺限制
，单颗电芯容量通常较小
，例如18650三元电芯3.5Ah、32700铁锂电芯6Ah、33140铁锂电芯15Ah、34190铁锂电芯20Ah等。抛开电动汽车以及大型储能市场领域来看
，在其他领域
，如特种车辆(AGV)、便携式储能、家庭储能等通常单模组电池容量并不是很大
，在实际应用中定位于汽车和大型储能的大容量方块电芯并纷歧定恰好匹配市场需求
，包括尺寸、容量等。而小容量圆柱电芯可以通过并联形式满足一定市场需求的电池模组容量需要
，例如应用于AGV小车的锂电池24V60Ah和48V30Ah两种型号是比较普遍的需求
，接纳圆柱32700、33140以及34190等3种型号都可以并联组合成需要的60Ah或者30Ah模组
，同时可以在空间结构上有更多的灵活操作可能性
，满足差别车型的设计需求。

二、圆柱电芯的本钱优势

      1、所有锂离子电芯的生产制造中
，圆柱电芯的工艺标准化水平是最高的
，也是最早商业化的电芯
，装配效率明显高于方块电芯和软包电芯。圆柱电芯的卷绕工艺随着自动化水平的逐步提升目前抵达200PPM(200pcs/min)的水平
，纵然大圆柱(例如33140、34190、4680等)效率稍低于古板的18650/21700圆柱电芯
，但也远高于方块电芯、软包电芯的叠片工艺或者卷绕工艺效率(通常在10PPM左右)。

      2、圆柱电芯容量小的原因是将涂布之后的带状连续极片分切为条状的小极片
，极片小型化可以提高整个极片物料的利用率
，好比极片涂布中有局部区域有瑕疵
，也只需损失一小片极片物料
，相关于方形电芯和软包电芯的单个极片罢了
，圆柱电芯极片面积小许多而导致物料损耗大为降低。通常在相同的筛选标准下、自动化水平等条件下
，圆柱电芯的物料利用率高于方形电芯3-5%以上。

三、圆柱电芯的散热效果优势明显

       我们知道
，锂离子电池起火原因都是基于“热失控”爆发的
，热失控蔓延也是电池系统宁静性能的主要关注点
，圆柱结构是最有可能解决热失控的计划
，而方形和软包结构基本上是无解的。

      1、单颗容量低导致热失控释放出来的能量就小
，差别于高能量的大容量方形电芯或者软包电芯。同时随着质料宁静性的逐步提升
，热失控造成的热量释放降低
，显著增加电池系统的宁静性。

      2、圆柱电池的弧形外貌结构在一定水平上限制了电芯之间的热通报历程
，对热失控蔓延有一定的积极正向作用
，而方形电芯和软包电芯在这方面基本上是无解的。圆柱电芯在成组历程中电芯与电芯之间接触是弧面上的“线”接触
，而方形和软包是“面”接触
，“线”接触使得热量的通报效率显著降低
，同时圆柱电芯除了“线”接触之外
，电芯之间另有很大的空间
，纵然在不填充隔热介质的条件下空气也很好的降低了热量的通报
，再者
，圆柱电芯随着“全极耳”工艺的推广
，其热量通报在电芯上下端盖上更多
，而弧形外貌热量通报也会降低。

       上述是基于差别结构锂电池在差别应用场景的一些剖析和思考
，虽然重点在剖析圆柱电芯的优势
，但也不可否定圆柱电芯在某些应用领域保存的“短板”
，同时也需要客观认识方形电芯、软包电芯的自身优势
，行业人士也有许多关于种种类型电芯的优缺点比照文献
，读者可以查阅参考。