近日，恩力動力（Enpower Greentech, 包括在中國、日本、美國的固态電池公司）成功研制出了容量達到4095mAh的18650圓柱電池，達到了行業領先的能量密度（389Wh/kg和888Wh/L）。這一開發成果創造了可充電18650圓柱形電池的新能量密度記錄；與目前市場上的電池相比，恩力的電池至少輕20%，能量密度至少提高15%，這将為包括無人機、電動飛機及電動汽車等提供更輕、更節能的電池。

恩力動力研發的18650圓柱锂金屬電池（4.1Ah）

18650圓柱電池（指直徑為18mm，高度為65mm的電池尺寸）是锂離子電池電芯的行業标準。它由索尼公司于1991年發明并産業化，廣泛用于便攜式電子産品。2008年，特斯拉的首款電動跑車 “Roadster”上市，采用了松下生産的18650電池，首次将圓柱形锂離子電池導入了車用動力電池市場，2020年9月特斯拉在“電池日”上公布了4680大圓柱電池技術，更是将電動汽車行業對圓柱電池的關注推上了新的高度。

雖然索尼公司的18650锂離子電池是一款劃時代的産品，但其容量隻有900mAh（如圖1A所示）。在過去的30年裡，18650電池的容量逐年提升，2015年，日本松下公司推出了容量為3450mAh的18650電池。此後，18650電池的容量似乎遇到了瓶頸，在此期間韓國和中國的圓柱電池制造商也先後推出了容量接近3500mAh的18650産品。直到2021年，美國初創公司NanoGraf宣布使用矽基負極推出自己的18650電池，容量高達3800mAh(3.8Ah)。今年10月，NanoGraf進一步宣布将容量增加至4000mAh（4.0Ah）。另外，近年來“下一代”電池（包括锂金屬電池及固态電池）的大多數發展多以軟包電池的形态出現，鮮有圓柱形的電池。

在過去的三年裡，恩力動力成功地開發了破紀錄的高比能锂金屬軟包電池。公司利用在锂金屬負極上的專利技術，又一款破紀錄的高容量18650圓柱電池應運而生。與使用矽基負極的18650圓柱電池相比，恩力動力的18650圓柱锂金屬電池标稱電壓提升了100-200mV，電池容量提高到了4095mAh（圖2），電池重量減少了近20%，重量能量密度得到了大幅提升（圖1B）。此外，如表1所示，恩力動力的LMB18650-4.1Ah電池在容量、标稱電壓和能量密度上均達到了新的裡程碑。

圖1A：18650锂離子電池容量的逐年提升

圖1B：18650電池能量密度比較

圖2：恩力動力18650锂金屬電池充放電曲線

另外，在使用富矽基負極及锂金屬負極的下一代電池中，大多數都有充放電期間電池膨脹的問題。為了确保最佳性能，它們需要施加外部壓力。恩力動力的這款18650電池利用了圓柱形電池結構的優勢，可在不施加外部壓力的情況下實現穩定的充放電循環。

目前，恩力動力研發的這款18650锂金屬電池處在試制階段，恩力動力将與包括車企在内的各種電池應用端客戶展開積極合作，共同将圓柱形的“下一代”電池推向商業化應用，并将超高比能圓柱電池産品的型号逐步擴展到21700和4680等型号。按照目前恩力動力18650電池的電芯設計，如果把電池尺寸放大到4680時，預計電池容量可達32Ah，重量能量密度可達400Wh/kg以上（特斯拉目前的4680電池容量約為27.5Ah，重量能量密度約為300Wh/kg）。

來源： 中國财經報

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