設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計，終端產(chǎn)品設(shè)計，如何選擇正確的電池 

在一款電子產(chǎn)品設(shè)備一般由,主板、電池、屏幕、等關(guān)鍵元件，其中電池已經(jīng)成為一款產(chǎn)品的必備器件，其作用也越來越大，比如電池的選項會影響產(chǎn)品設(shè)計的尺寸，散熱、屏蔽、安全等等問題，那在設(shè)備設(shè)計中我們?nèi)绻x擇正確的電池呢?

由于其幾何形狀，圓柱電池之間的間隙較大，有利于空氣流通，從而提高散熱效率。圓柱形電芯相對數(shù)量較多，對于熱管理系統(tǒng)要求更高。圓柱電池具有一致性好、生產(chǎn)效率高、系統(tǒng)層面散熱能力強，尺寸升級后可一定程度上改善其原本的單體能量密度低、模組所需電芯多及其導(dǎo)致的壽命差、管理復(fù)雜等問題。但總的來說，其能量密度較低、產(chǎn)品的成組效率較低仍然是較為明顯的劣勢。 

根據(jù)不同設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計要求，按照封裝形式來劃分，鋰電池可以分為方形、圓柱與軟包三種形態(tài)。封裝形式是指單體鋰電池的封裝結(jié)構(gòu)，不同的封裝形式對應(yīng)不同的工藝制程，也對應(yīng)了不同形態(tài)的電池精密結(jié)構(gòu)件。目前，鋰電池封裝形式技術(shù)路線主要包括圓柱、方形、軟包三種形式。

1）方形：通常采用卷繞或者疊片工藝進行裸電芯的制作，以方形的鋁殼或者鋼殼作為封裝材料。方形電池有成組效率高、單體容量大、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，尺寸型號、體積固定，形狀不易變化，可能限制一些設(shè)備的電池設(shè)計。另外方形電池的一致性較低、散熱難度大。由于方形電池比圓柱形電池大，因此需要更少的電芯來實現(xiàn)相同的能量。這意味著，對于相同的體積，使用方形電池需要焊接的電氣連接更少，減少所需結(jié)構(gòu)件的數(shù)量，提高體積利用率。

發(fā)展前景：過去幾年，方形電池性能在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的扶持下得到迅速的提升。寧德時代麒麟電池采用CTP技術(shù)，從物理結(jié)構(gòu)層面改良方形電芯的成組，進而提升電池包的能量密度和安全性能。這些改進彌補了方形電芯與圓柱電池的性能差距，最終促成的方殼電芯在動力電池市場的崛起。

自寧德時代在方形電芯取得技術(shù)突破后，上汽、廣汽、北汽、吉利、長安、東風等訂單接踵而來。在終端市場占有率上，根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）數(shù)據(jù)，方形電池如今占據(jù)了國內(nèi)動力電池超90%的市場份額。最近靠著軟包起量的韓國廠商SK On、 LG新能源改變了產(chǎn)品開發(fā)方向上的戰(zhàn)略重點，宣布成立專項小組來開發(fā)方形電池。

設(shè)備設(shè)計主要企業(yè)：寧德時代、比亞迪、瑞普蘭鈞、三星  SDI、國軒高科

（2）軟包：軟包電池因為采用了疊片的制造方式，所以體積更加纖薄，能量密度最高（采用了比鋁外殼重量更輕的鋁塑膜包裝），被視為是解決續(xù)航和安全焦慮的利器，也能夠為過度到固態(tài)電池做好銜接，在考慮整車布局（形狀上有著更多的想象空間，變化更多，不止局限于矩形?？梢越M成小型電池組放置在后備廂下方，也可以做成T字形布局。）軟包電池有單體能量密度高、電化學性能良好、安全性高、設(shè)計靈活等優(yōu)點，形狀可變，適應(yīng)性強，能量密度較高。但其產(chǎn)品一致性要求更高、成組效率相對較低、成本相對較高。

發(fā)展前景：如今電池的發(fā)展趨勢，軟包電池不受待見已經(jīng)很久了。即便從理論上來說，相較方形和圓柱電池采用硬殼包裝，軟包電池遭遇熱失控后更不易爆炸。但實際中，對整個汽車電池系統(tǒng)影響最大的因素在于單體電芯的一致性，而這恰恰是軟包電池劣勢之一，也導(dǎo)致搭載軟包電池的電動汽車安全事故頻發(fā)。

設(shè)備設(shè)計主要企業(yè)：孚能科技、蜂巢能源、萬向A123、卡耐新能源

（3）圓柱：圓柱電池通常采用圓柱形的鋼殼進行封裝，裸電芯制作采用卷繞工藝。圓柱電池是鋰電池的最佳實踐之一，也是標準化、通用性的產(chǎn)品。早在1992年，日本SONY公司就研發(fā)出了18650電池。目前的圓柱形電池，可分為14650、18650、21700、32650、4680等型號，這是由電池尺寸命名的電池名稱。18650是技術(shù)最為成熟的一種，而21700則是特斯拉近年來主推的新型電池（國內(nèi)力神、比克有產(chǎn)品）。

設(shè)備設(shè)計中選擇方形電池的技術(shù)優(yōu)勢：安全性高系統(tǒng)能量效率高，能量密度較高，結(jié)構(gòu)較簡單，穩(wěn)定性好，擴容相對方便。缺點：藝難統(tǒng)一，單體差異性較大在大規(guī)模應(yīng)用中存在系統(tǒng)壽命遠低于單體壽命的問題

設(shè)備設(shè)計中選擇圓柱電池，電池的技術(shù)優(yōu)勢是成組靈活度高，成本較低，工藝技術(shù)成熟，產(chǎn)線高度標準，技術(shù)缺點是：成組后散熱設(shè)計難度大單體容量，能量密度較低。

設(shè)備設(shè)計中選擇軟包電池，電池的技術(shù)優(yōu)勢是尺寸變化靈活度高，重量輕能量密度，內(nèi)阻小，安全性好，缺點是機械強度差，封口工藝難。成組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計難度大。成本較高。

  專業(yè)設(shè)備設(shè)計，中期來看，為突破電池能量密度上限，業(yè)界紛紛在電池結(jié)構(gòu)上求創(chuàng)新，其本質(zhì)是利用電芯外殼的支撐作用，減少模組結(jié)構(gòu)件使用，提升電池包的能量密度。軟包外殼缺乏支撐作用，在精簡模組環(huán)節(jié)難度較大，因此中期來看方形和圓柱電池更能適應(yīng)結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新。從長期來看，基于固態(tài)電池的發(fā)展趨勢，未來不再需要液態(tài)電解液后，硬殼的必要性下降，因此軟包被認為是固態(tài)電池適配的封裝方式。

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深圳市新絲路設(shè)計有限公司（NEWIDEU DESIGN），成立于2015年，總部位于深圳南山。是一家專業(yè)的醫(yī)療器械設(shè)計公司，為國內(nèi)外健康醫(yī)療器械企業(yè)提供從市場調(diào)研、品牌策劃、工業(yè)設(shè)計、研發(fā)設(shè)計、供應(yīng)鏈管理一體式的設(shè)計服務(wù)。新絲路設(shè)計提倡以用戶體驗為核心的設(shè)計理念，近十年的醫(yī)療設(shè)計經(jīng)驗，團隊沉淀了一套專業(yè)的醫(yī)療產(chǎn)品開發(fā)流程，踐行醫(yī)療器械合規(guī)設(shè)計，并成為滿足安規(guī)設(shè)計要求，散熱設(shè)計、電磁屏蔽設(shè)計，三防設(shè)計等技術(shù)積累的設(shè)計公司之一。多元化的產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)驗，及 不斷優(yōu)化的產(chǎn)品創(chuàng)新流程，讓新絲路設(shè)計得以挑戰(zhàn)各種技術(shù)難題，為產(chǎn)品成功提供了保障。新絲路設(shè)計，“連接你和產(chǎn)品的故事”為設(shè)計愿景，致力于成為國內(nèi)最具創(chuàng)新力的醫(yī)療器械設(shè)計公司。