圓柱電芯結構工藝及應用現狀

0引言

近年來，國家和產業界已將電動汽車技術研究和成果轉化確立為核心發展重點，旨在加速汽車工業轉型升級進程[1-2]。動力電池從早期的鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池，逐步演進至當前主導市場的鋰離子電池以及未來有望上市應用的鈉離子電池。受限于技術成熟度，動力電池技術在發展初期并未獲得廣泛關注，但隨著國家政策的傾斜和扶持，汽車電動化已經成為我國乃至全球汽車發展的主要方向[3-5]。

與傳統的鉛酸、鎳鎘和鎳氫電池相比，鋰離子電池具有能量密度高、安全性好以及壽命長的優點，是目前電動汽車領域應用最廣泛的動力電池。從化學體系分析，三元鋰和磷酸鐵鋰是當前動力電池電芯材料的2個主流方向。其中，三元鋰的能量密度更高，但使用壽命和安全性較差。而磷酸鐵鋰壽命更長、安全性更強，但其在能量密度方面略有不足。因此，未來研發的重點在于通過改進正、負極材料和電解液，更有效地平衡能量密度與安全性能之間的固有矛盾。按封裝形式不同，可將鋰離子電芯分為圓柱形、方形和軟包3種類型。圓柱電芯因其尺寸標準化程度高，具備生產效率高、成本低的優勢，是目前工藝最為成熟的封裝形式，長期被特斯拉等主流車企采用8。

本文聚焦于圓柱形鋰離子電芯，闡述了其結構和工藝特點，系統分析了電動汽車用圓柱形電芯的發展歷程及應用現狀，并對未來發展趨勢進行預測。

1圓柱形電芯結構與工藝