來源：紫金港閑云野鶴
在三百多年前，本杰明富蘭克林開始捕捉雷電，開啟了人們對(duì)雷電的認(rèn)識(shí)，也開啟了人們對(duì)電的認(rèn)識(shí)，從那個(gè)時(shí)候開始，也有很多人在考慮如何將捕捉到的電進(jìn)行儲(chǔ)存，于是逐漸的電池這種東西就產(chǎn)生了，確實(shí)，作為歷史上的一個(gè)非常重要的發(fā)明，電池的出現(xiàn)確實(shí)解決了很多的問題，極大的提高各種生活效率，而鋰電池的出現(xiàn)更加使得人們對(duì)電的認(rèn)識(shí)越來越深入了，18650鋰電池就是使用時(shí)間最為悠久，并且目前依然存在的一種鋰電池，在很多地方領(lǐng)域都能夠看到18650鋰電池的影子，因?yàn)檫@種電池相比其他的電池，優(yōu)勢(shì)非常的明顯，并且安全性相對(duì)比較好，甚至已經(jīng)被用在了大型設(shè)備上，本文就為大家介紹一下18650電池的知識(shí)。
一、18650鋰電池的優(yōu)點(diǎn)
一般認(rèn)為將鋰電池的空載電壓放到3.0V以下就認(rèn)為電用完了（具體值需要看電池保護(hù)板的門限值，比如有低到2.8V，也有3.2V的）。大部分鋰電池放電不能將空載電壓放到3.2以下的，否則過度放電會(huì)損害電池（一般市場(chǎng)上的鋰電池基本都是帶保護(hù)板才使用的，因此過度放電還會(huì)導(dǎo)致保護(hù)板檢測(cè)不到電池，從而無法給電池充電）。
4.2V是電池充電的最高限制電壓，一般認(rèn)為將鋰電池的空載電壓充到4.2V就認(rèn)為電充滿了，電池充電過程中，電池的電壓在3.7V逐漸上升到4.2V，鋰電池充電不能將空載電壓充到4.2V以上的，否則也會(huì)損害電池，這就是鋰電池特殊的地方，一般來講，18650鋰電池具有以下的優(yōu)點(diǎn)。
1、使用范圍廣
筆記本電腦、對(duì)講機(jī)、便攜式DVD，儀器儀表、音響設(shè)備、航模、玩具、攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)等電子設(shè)備。
2、串聯(lián)
可串聯(lián)或并聯(lián)組合成18650鋰電池組。
3、內(nèi)阻小
聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小，國(guó)產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到35mΩ以下，極大的減低了電池的自耗電，延長(zhǎng)手機(jī)的待機(jī)時(shí)間，完全可以達(dá)到與國(guó)際接軌的水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選擇，成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。
4.沒有記憶效應(yīng)
在充電前不必將剩余電量放空，使用方便。
5、電壓高
18650鋰電池的電壓一般都在3.6V、3.8V和4.2V，遠(yuǎn)高于鎳鎘和鎳氫電池的1.2V電壓。
6、安全性能高
18650鋰電池安全性能高，不爆炸，不燃燒；無毒，無污染，經(jīng)過RoHS商標(biāo)認(rèn)證；各種安全性能一氣呵成，循環(huán)次數(shù)大于500次；耐高溫性能好，65度條件下放電效率達(dá)100%。為防止電池短路現(xiàn)象，18650鋰電池的正負(fù)極是分開的。所以它發(fā)生短路現(xiàn)象的可能已經(jīng)降到了極致?？梢约友b保護(hù)板，避免電池過充過放，這樣還能延長(zhǎng)了電池的使用壽命。
7、使用壽命長(zhǎng)
18650鋰電池的使用壽命長(zhǎng)很長(zhǎng)，正常使用時(shí)循環(huán)壽命可達(dá)500次以上，是普通電池的兩倍以上。
8、容量大
18650鋰電池的容量一般為1200mah~3600mah之間，而一般電池容量只有800左右，如果組合起18650鋰電池來成18650鋰電池組，那18650鋰電池組是隨隨便便都可以突破5000mah的。
二、18650鋰電池對(duì)比聚合物電池
所謂聚合物鋰電池是指使用了聚合物作為電解質(zhì)的鋰離子電池，具體來分又分為“半聚合物”與“全聚合物”兩種?！鞍刖酆衔铩笔侵冈诟綦x膜上涂一層聚合物（一般是PVDF)，使電芯的粘合力更強(qiáng)，電池可以做得更硬 ，其電解質(zhì)仍然是液態(tài)電解液。
聚合物電池示意圖
而“全聚合物”是指使用聚合物在電芯內(nèi)部形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，然后再注入電解液形成電解質(zhì)。雖然“全聚合物”電池仍然要使用液態(tài)電解液，但用量要少很多，這對(duì)鋰離子電池的安全性能有極大的提高。據(jù)筆者所知，現(xiàn)在只有SONY在量產(chǎn)“全聚合物”鋰離子電池。
從另一個(gè)方面來說，聚合物電池是指使用鋁塑包裝膜作為外包裝的鋰離子電，也就是俗稱的軟包電池。這種包裝膜由三層構(gòu)成，分別是PP層、AI層與尼龍層，由于PP與尼龍是聚合物，所以這種電芯被稱為聚合物電池。
聚合物電池
1、價(jià)格更低
18650的國(guó)際價(jià)格大約在1USD/pcs,按照2Ah來計(jì)算的話大約合3RMB/Ah。而聚合物鋰電的價(jià)格，低端的山寨廠在4RMB/Ah，中端的在5~7RMB/Ah, 中高端的在7RMB/Ah以上。
2、不可定做
SONY一直想把鋰離子電池做成像堿性電池一樣，有一定的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，就像5號(hào)電池、7號(hào)電池，全世界基本上都一樣。但由于鋰離子電池的一大優(yōu)點(diǎn)主是可以根據(jù)客戶的需求進(jìn)行外形設(shè)計(jì)，不可能有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
3、安全性差
我們知道鋰離子電池在極端情況下（如過充、高溫等），內(nèi)部會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氣體。18650電池使用的是金屬外殼，有一 定的強(qiáng)度，當(dāng)內(nèi)部氣壓達(dá)到一定的時(shí)候鋼殼會(huì)破裂爆炸，發(fā)生極恐怖的安全事故。
這也是為什么測(cè)試18650電池的房間一般都必須用層層保護(hù)，而且測(cè)試時(shí)絕對(duì)不能進(jìn)人。聚合物電池就不存在這個(gè)問題，即使同樣在極端情況下，由于包裝膜強(qiáng)度較低，只要?dú)鈮荷愿呔蜁?huì)破裂，不會(huì)產(chǎn)生爆炸，最最惡劣的情況就是燃燒。所以從 安全性上來說聚合物電池要優(yōu)于18650電池。
4、能量密度低
一般的18650電池容量能做到2200Ah左右，這樣算下來能量密度大約在500Wh/L，而聚合物電池的能量密度現(xiàn)階段量產(chǎn)能夠接近600Wh/L。
但聚合物電池也有自己的缺點(diǎn)。主要是成本較高，由于可以按照客戶需求設(shè)計(jì)，這里面的研發(fā)成本就要算進(jìn)去。而且外形多變、種類繁多，導(dǎo)致在制造過程中各種工裝夾具是非標(biāo)準(zhǔn)件，也相應(yīng)的增加了成本。聚合物電池本身的通用性差，這也是靈活設(shè)計(jì)帶來的，往往為了那么1mm的區(qū)別就需要重新為客戶設(shè)計(jì)一款。
三、18650鋰電池的應(yīng)用
在能源電池行業(yè)鋰二次電池的應(yīng)用得益于其優(yōu)越的性能。隨著鋰二次電池技術(shù)的不斷發(fā)展，已廣泛的應(yīng)用于我們的日常生活中；多次吏用的充電電池越來越受到消費(fèi)者的青睞。關(guān)注能源電池行業(yè)、充分認(rèn)識(shí)電池進(jìn)而讓我們做到 “為我所用”，目前18650鋰電池在下面的領(lǐng)域有一定的應(yīng)用。
1、儲(chǔ)能類
主要應(yīng)用于基站電源、清潔能源儲(chǔ)能、電網(wǎng)電力儲(chǔ)能、家庭光儲(chǔ)系統(tǒng)等。
2、動(dòng)力類
主要指電動(dòng)交通工具、電動(dòng)自行車、新能源汽車等。
3、數(shù)碼類
手機(jī)、平板、筆記本電腦、電動(dòng)玩具、mp3/mp4、耳機(jī)、充電寶、航模、移動(dòng)電源等。
四、18650鋰電池分類
18650鋰電池生產(chǎn)均需要有保護(hù)線路，防止電池被過充過放電。當(dāng)然這個(gè)對(duì)于鋰電池來說都是必須的，這也是鋰電池的一個(gè)通弊，因?yàn)殇囯姵夭捎玫牟牧匣径际氢捤徜嚥牧?，而鈷酸鋰材料的鋰電池不能大電流放電，安全性較差，從分類上來看，18650鋰電池的分類可以通過下面的方式來進(jìn)行分類。
1、按電池實(shí)用性能分類
功率型電池和能量型電池。能量型電池以高能量密度為特點(diǎn)，主要用于高能量輸出；功率型電池以高功率密度為特點(diǎn)，主要用于瞬間高功率輸出、輸出的電池。而功率能量型鋰電池是伴隨著插電式混合動(dòng)力車的出現(xiàn)而出現(xiàn)的。它要求電池儲(chǔ)存的能量較高，可以支持一段距離的純電行駛，也要具備較好的功率特性，在低電量的時(shí)候進(jìn)入混入混合動(dòng)力模式。
簡(jiǎn)單理解，能量型類似于馬拉松選手，要有耐力，就是要求高容量，對(duì)大電流放電性能要求不高；那么功率型就是短跑選手，拼的是暴發(fā)力，但耐力也要用，不然容量太小就跑不遠(yuǎn)。
2、按電解質(zhì)材料分
鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池（LIB)和聚合物鋰離子電池（PLB）。液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì)（目前動(dòng)力用電池多為此種）。聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替，這種聚合物可以是 “干態(tài)”的，也可以是 “膠態(tài)”的，目前大部分采用聚合物凝膠電解質(zhì)。關(guān)于固態(tài)電池，嚴(yán)格意義上是指電極和電解質(zhì)均為固態(tài)的。
3、按產(chǎn)品外觀分類
分為：圓柱、軟包、方形。
圓柱和方形外包裝多為鋼殼或者鋁殼。軟包外包裝為鋁塑膜，其實(shí)軟包也是一種方形，市場(chǎng)上習(xí)慣將鋁塑膜包裝的稱為軟包，也有人將軟包電池稱為聚合物電池。
對(duì)于圓柱形鋰離子電池，其型號(hào)一般為5位數(shù)字。前兩位數(shù)字為電池的直徑，中間兩位數(shù)字為電池的高度。單位為毫米。例如18650鋰電池，它的直徑為18毫米，高度為65毫米。
4、按極片材料分類
正極材料：磷酸鐵鋰電池（LFP）、鈷酸鋰電池（LCO）、猛酸鋰電池（LMO）、（二元電池：鎳錳酸鋰/鎳鈷酸鋰）、（三元：鎳鈷錳酸鋰電池（NCM)、鎳鈷鋁酸鋰電池（NCA） ）。
負(fù)極材料：鈦酸鋰電池（LTO）、石墨烯電池、鈉米碳纖維電池。
關(guān)于市場(chǎng)上的石墨烯概念、主要是指石墨烯基電池，即在極片中加入石墨烯漿料，或在隔膜上加入石墨烯涂層。鎳酸鋰、鎂基電池市場(chǎng)上基本不存在。
五、18650鋰電池的充放電
按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來說，對(duì)于鋰電池，一般標(biāo)稱的容量是最小容量，這個(gè)容量是一批電池中，在25度室溫條件下，先以cc/cv0.5c充滿，并靜置一段時(shí)間后（一般是12小時(shí)）。以0.2c電流恒流放電放電至3.0v(也有標(biāo)準(zhǔn)是2.75V，不過影響不大，3V到2.75V下降的很快沒多少容量的），所放出的容量值，由于一批電池肯定有個(gè)體差異，實(shí)際放出容量最低的那個(gè)電池的容量值。也就是說，這一批任何一個(gè)電池實(shí)際容量都應(yīng)該大于或等于標(biāo)稱容量。
1、18650鋰電池的充電過程
有些充電器使用廉價(jià)的方案實(shí)現(xiàn)的，在控制精度上不夠好，容易造成電池充電異常，甚至損壞電池。選購(gòu)充電器的時(shí)候盡量選擇大品牌的18650鋰離子電流充電器，質(zhì)量和售后有保證，延長(zhǎng)電池的使用壽命。品牌保障的18650鋰離子電池充電器擁用四重保護(hù)：短路保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、電池反接保護(hù)功能等。過充電保護(hù)：當(dāng)充電器對(duì)鋰離子電池過充電時(shí)，為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上長(zhǎng)，需終止充電狀態(tài)。
為此，保護(hù)器件需監(jiān)測(cè)電池電太，當(dāng)其到達(dá)電池過充電壓時(shí)，即激活過充電保護(hù)功能，中止充電。過放電保護(hù)：為了防止鋰離子電池的過放電狀態(tài)，當(dāng)鋰離子電池電壓低于其過放電電壓檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，即激活過放電保護(hù)，中止放電，并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式。過電流及短路保護(hù)：當(dāng)鋰離子電池的放電電流過大或短路情況產(chǎn)生時(shí)，保護(hù)器件將激活過電流保護(hù)功能。
鋰電池充電控制是分為兩個(gè)階段的，第一階段是恒流充電，在電池電壓低于4.2V時(shí)，充電器會(huì)以恒定電流充電。第二階段是恒壓充電階段，當(dāng)電池電壓達(dá)到4.2V時(shí)，由于鋰電池特性，如果電壓再高，就會(huì)損壞，充電器會(huì)將電壓固定在4.2V，充電電流會(huì)逐步減小，當(dāng)電流減小到一定值時(shí)（一般是1/10設(shè)置電流時(shí)），切斷充電電路，充電完成指示燈亮，充電完成。
鋰離子電池過度充放電會(huì)對(duì)正負(fù)極造成永久性損壞。過度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，而塌陷會(huì)造成充電過程中鋰離了無法插入；過度充電使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu)，而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。
18650鋰電池充放電曲線
2、18650鋰電池的充電原理
鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳怪的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。
同樣道理，當(dāng)對(duì)電池時(shí)行放電時(shí)（即我們使用電池的過程），嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回到正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。
不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極→ 負(fù)極 →正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛的名字搖椅式電池。
六、18650鋰電池為什么有爆炸歷史
18650電池絕大多數(shù)使用鋼殼封裝，質(zhì)量不過關(guān)的電池由于沒有保護(hù)功能，在過充（過度充電）的情況下，會(huì)使其內(nèi)部壓力驟增，當(dāng)超過承受值時(shí)，便會(huì)爆炸。而短路、溫度過高或電池被擠壓變形甚至刺穿等問題都可能會(huì)引起電池爆炸。經(jīng)過30年的發(fā)展，18650電池制備工藝已經(jīng)非常成熟悉，除了性能有了極大提升之外，其安全性也非常完善。為了避免密封的金屬外殼發(fā)生爆炸，現(xiàn)在18650電池都會(huì)在機(jī)部配有一個(gè)安全閥，安全閥是每一顆18650電池的標(biāo)配，也是最重要的一道防爆屏障。
不同程度的電池自放電
當(dāng)電池內(nèi)部壓力過大時(shí)，其頂部安全閥會(huì)開啟排氣減壓，避免爆炸。但是，當(dāng)安全閥開啟之后，電池內(nèi)部泄露出的化學(xué)物質(zhì)在高溫條件下會(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，仍然有可能出現(xiàn)起火的情況。另外，現(xiàn)在部分18650電池還自帶保護(hù)板，具有過充過放和短路保護(hù)等功能，安全性能十分高。
而此前發(fā)生的移動(dòng)電源爆炸事件，全部是因?yàn)闊o良廠家為節(jié)省成本使用不合格的劣質(zhì)18650電池，甚至是二手廢電引起的。目前各大電池廠商如松下、索尼、三星等等生產(chǎn)的18650電池其實(shí)是非常安全的，而且18650電池使用率非常高，我們?cè)谌粘Ｊ褂脮r(shí)能夠做到正確的使用以及避免電池短路，受損或溫度過高，完全不用擔(dān)心電池會(huì)爆炸。我們不能一竹竿打翻一船人，以個(gè)別劣質(zhì)產(chǎn)品來定性18650的安全性。
七、總結(jié)
其實(shí)對(duì)于鋰電池來講，會(huì)出現(xiàn)爆炸原因也是可以理解的，畢竟在以前的時(shí)候，對(duì)于這種穩(wěn)定性的把握不會(huì)那么厲害，但是18650作為一種性能對(duì)比性非常高的鋰電池，其應(yīng)用肯定會(huì)越來越廣泛的，畢竟目前對(duì)于這種不可或缺的電池來講，18650鋰電池是最好的一個(gè)選擇。
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