視點｜18650要被21700取代？動力電池佈局轉變只是一個起點

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關鍵詞：產業熱點；18650電池；電芯；比克

（原標題：18650要被21700取代？動力電池佈局轉變只是一個起點）

電池家族中種類繁多，但是目前市場量產和重點研究開發的型號相對集中，21700上市到現在僅僅一年時間，就具摧枯拉朽之勢，已經引領了電池企業佈局高潮。傳統的18650應用十分廣泛，保持高市場佔有率，未來是否會被21700取代？本文將進行簡要分析。

一、什麼是18650電池和21700電池？

電池行業領域通用的是一種IEC國際標準。IEC（國際電工委員會International Electrical Commission）為了促進世界電工電子領域的標準化而制定了IEC電池標準。IEC61960就是針對鋰電池電芯及電池產品的電效能指標引數（容量、迴圈、內阻等）進行規範的標準。

根據IEC61960標準，鋰電池電芯型號標識主要由以下部分組成：

第一部分（3個字母）：

第1個字母表示電池的負極材料。I表示有內建電池的鋰離子，L表示鋰金屬電極或鋰合金電極。

第2個字母表示電池的正極主要活性材料。C表示基於鈷的電極，N表示基於鎳的電極，M表示基於錳的電極，V表示基於釩的電極，以及T表示基於鈦的電極。

第3個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位數字）：

圓柱形電池字母后跟5位數字代表電池尺寸規格，前兩位代表圓形直徑（mm）、中間兩位代表電池高度（mm）＊10，最後一位沒有含義為0。當以上任意規格＞＝100mm，兩個數字之間加“／”。常見的型號如14500，14650， 17490，18500， 18650，26500。

常見圓柱形電芯規格型號：比克18650 2200mAh 3．7V ，三洋18650 2500mAh 3．7V。

方形電池字母后跟6位數字，同樣也代表電池尺寸規格，前兩位代表電池厚度（mm），中間兩位為電池寬度（mm），最後兩位為電池高度（mm）。當以上任意規格＞＝100mm，兩個數字之間加“／”；當以上任意規格＜1mm，則在此尺寸前加字母“t”，並將此單位擴大10倍。常見比克、三洋方型電芯規格型號：比克063450A 1200mAh 3．7V ，三洋UF103450P 1880mAh 3．7V。

方形電池在規格最後可加一位字母，表示電池材質，S代表鋼殼，A代表鋁殼。

最後，可再加一位數字，表示並聯的電池單體數量，如果為1則不顯示。

˙ ICR18650型號表示：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。

二、為何市場選用圓柱形電池？

首先從電池效能和生產成本的角度，講講幾種不同形狀電池的特點。

圓柱形電池是最古老的電池形態，它的優點包括生產工藝成熟，產品良率高，電池結構穩定，應用範圍廣，綜合性能突出，整體成本有優勢。其缺點也比較明顯，圓柱形電池一般採用鋼殼或鋁殼封裝，會比較重，比能量相對較低。而且安全性較差，電池迴圈壽命較短。而且因為體積小巧可以在很多範圍內使用。

隨著動力電池興起，方形電池在國內應用普及率越來越高。而且相對於圓柱形電池，方形電池結構簡單，重量較輕比能量較高。由於方形可依需求定製尺寸，故市場上型號較多，工藝很難統一，對成本來說是個挑戰。

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製成，只會鼓漲而不會爆炸，故安全效能更好，而且重量也更輕便。其形狀可以依據需求定製，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、內阻更小、壽命更長，總的來說軟包電池效能更好。但是軟包電池目前型號較少，開發成本較高。

三、21700與18650電池的博弈

依照我國最新實施的國標檔案GB／T34013－2017《電動汽車用動力蓄電池產品規格尺寸》，延續使用IEC對電池尺寸型號的命名方式，規定了“蓄電池產品尺寸規格通用要求”、“尺寸公差要求”和“尺寸範圍要求”，其中圓柱形電池規格尺寸有18650、21700、26650、26700、32700和32134等；方形電池有從65mm到217mm多種不同尺寸。

當前為了提升電池系統能量密度和減少電芯數量、從而降低成本，無論是方形、圓柱還是軟包電池都出現了單體電芯尺寸擴大化的發展趨勢。比較明顯的是，當前圓柱電池領域出現了18650向21700／26650升級的現象。

18650和21700是目前兩種主流型號。新型21700具有四大顯著的優勢：

（1） 電池單體容量提升35％。以特斯拉生產的21700電池為例，從18650型號切換至21700型號後，電池單體電池容量可以達到3～4．8Ah，大幅提升35％。

（2）電池系統能量密度提升約20％。斯特拉披露的資料來看，早期使用的18650電池系統能量密度約250Wh／kg，後來其生產的21700電池系統能量密度在300Wh／kg左右，21700電池的體積能量密度比原有的18650高出近20％。

（3）系統的成本預計下降9％左右。從特斯拉披露的電池價格資訊分析，21700電池的動力鋰電池系統售價為170美元／Wh，而18650電池系統的售價為185美元／Wh。在Model3上使用21700電池後，僅電池系統成本就可以下降約9％。

（4）系統的重量預計下降10％左右。綜合前文可知，21700整體體積大於18650，隨著單體容量提升後，單體能量密度更高，所以同等能量下所需電池單體的數量可減少約1／3，在降低系統管理難度的同時也將減少電池包採用的金屬結構件及電氣配件的數量，這進一步降低了電池的重量。三星SDI改用一套新型21700電池之後，發現系統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定的效能， 21700電池效能在各方面均比18650有較大提升。此外，相較於其他電池型號，21700從電池原材料選用、製作工藝和技術流程等方面，都和技術較成熟的18650電池相似。因此18650與21700的產線大部分可以相容，部分企業比較穩妥的辦法是在生產線上做文章，將生產線向21700和18650相容上靠攏。一些企業的生產線從國外進口，但組裝上都是自己進行，因此可以投入較少的成本實現18650向21700的轉化。

四、21700暴風來襲，掀起電池企業產品更迭浪潮

18650是最早由日本SONY公司開發，當年為了節省成本而定下的一種標準性的鋰離子電池型號。18650作為傳統電池電芯，技術比較成熟，生產廠家較多，適配性很強，可以在3C數碼、無人機、電動工具等領域消化。而隨著新能源汽車興起，動力電池成為電池企業關注焦點。

特斯拉在生產電動汽車的時候，當年只有18650電池，但18650電池並非為動力電池而生。2008年，特斯拉首款車型便與松下展開合作，採用18650鈷酸鋰電池作為其動力電池。2017年1月4日，特斯拉宣佈與松下聯合研發的新型21700電池開始量產，並強調這是目前可量產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在松下之後適時推出了相同規格的新型電池21700。LG也表示21700電池將在2021年量產。由此21700掀起電池產品改革熱潮，國內外企業趨之若鶩研發生產21700動力電池，宣告全球動力電池正式進入21700時代。

比克電池：

18650－2．75Ah動力電池電芯能量密度已經達到240Wh／Kg，正致力於研發高能量比的21700圓柱動力電池電芯。據悉目前已具備量產能力，預計在2018年能實現大批次生產。

億緯鋰能：

2017年6月28日，4條21700與18650相容的、年產能3．5GWh的全自動化生產線便建成投產，這是國內首條21700電池產線，這標誌著我國圓柱電池正式邁入21700時代。

江蘇力神：

作為鋰離子電池的龍頭企業，力神在技術和產品上還是具備相當競爭力的，2015年又透過華霆動力開始大規模給江淮供應圓柱18650三元電芯。2017年7月20日宣佈其21700產線正式投產，這是國內首家為21700產品定製的產線。

智慧能源：

三元18650型鋰電池已有產能超3GWh， 2017年重點佈局21700型電池，新建6條21700－5Ah的自動化生產線，21700總規劃規模達7GW。目前已和國內主流新能源智慧汽車企業形成配套合作關係，並持續拓展戰略客戶新興網際網路車企等。

猛獅科技：

在詔安生產基地實現第一條18650生產線順利達產後，公司投入研發力量開發了21700型圓柱電芯。2017年8月16日，猛獅科技2GW產能的21700電池產線開始建設，預計2019年上半年全部達產。

智航新能源：

已有的18650電芯產線進行升級，且已經研發了21700鋰電池並具備相關生產條件，會根據市場的實際情況適時推出21700鋰電池。

創明新能源：

國內最早批次裝車的三元18650電池生產企業之一，動力電池擁有眾多資質優越的合作車企。據此前報道公司在早期就已經開始著手21700產品的研發，其21700產線正在測試階段。

天鵬能源：

預計2018年公司總產能將達到6GWh左右。二號生產基地配置的裝置相容生產21700型產品，可實現18650型和21700型的任意切換，產品能量密度可達200－240Wh／Kg。

天臣新能源：

公司的18650電池主要用於“一高一低”兩個領域，“高”指類似特斯拉的高階乘用車；“低”指10萬元以下的微型車、物流車等。據悉其21700電池已經試產，預計在2018年內正式投產，單體電池容量4．5Ah

山木新能源：

據報道已經成功量產21700電池。

安徽泰能：

去年公佈投資50億規劃建設生產21700動力電池。

橫店東磁：

2016年起開始涉足動力電池產業，生產的動力電池主要為18650型，計劃從2018年二季度開始進行21700電池的佈局。

卓能新能源：

數碼18650領域的領軍巨頭之一，其產品得到了整車廠的一致認可。卓能新能源表示未來將積極佈局21700電池產線，以適應鋰電市場的變化。

海四達：

總體產能已達到2．6GWh，產品涉及圓柱、方形和軟包三種路線。公司計劃2018年投資建設2條動力電池產線，其中包含一條21700型號動力電池產線，預計到2019年，海四達總產能將達到4GWh。

但這應該也不會是終點，江西華立源鋰能科技曾表示“21700只是一個起點”，市場應用上會更傾向重量更輕、能量密度更高方向繼續發展，電池製造企業在此需求基礎上也會在成本上追求突破點，以獲得更大收益。