新能源电池行业研究报告：电芯大型化趋势明确，大圆柱路线（55页）

圆柱电池制造工艺较为成熟，生产效率高，产品一致性高。由于圆柱电池在镍 氢电池和消费类电子产品（3C）锂离子电池上得到了长期的应用，业界积累了 大量的生产设计经验，因此有较为成熟的自动生产线及设备。此外，圆柱电池是 以卷绕的方式进行制造，卷绕工艺可以通过加快转速从而提高电芯生产效率，而 叠片工艺的效率提高受限，圆柱电池生产效率较高。在卷绕过程中，为保证电芯 组装成的电池具有高一致性，需要对卷绕张力进行控制，张力波动会使得卷绕出 的电芯产生不均匀的拉伸形变，严重影响产品的一致性。目前国内领先企业圆柱 电池张力波动控制在 3%以下，大批量生产的圆柱电池产品一致性高。受益于圆柱电池热失控传播阻断特性、密封性好和产品一致性高，圆柱电池在 安全性方面优势明显。由于方形、软包电池具有平直表面，其组成模组后平面常 处于紧密接触状态，在热失控时，侧向方向上热量传递明显，而圆柱电池由于其 弧形表面，在充分接触时仍存在较大间隙，一定程度上抑制了电池之间热量传递， 因此圆柱电池可以在一定程度上阻止热失控蔓延。

同时，由于圆柱电池单体能量 低，可以减少热失控蔓延初期的能量释放总量，且圆柱电池的密封性较软包好， 不易发生漏液现象，因此圆柱电池在安全性方面优势明显。此外，圆柱电池一致 性高，可以一定程度上避免由于电池不一致导致的过充、过放和局部过热的危险。 受益于圆柱结构体本身的材料力学性能，圆柱电池和高镍材料、硅碳负极材料 兼容性良好，对材料应用具有包容性。为提高电池能量密度，高镍正极材料和硅 碳负极材料被应用到电池材料体系，但高镍材料较差的热稳定性和硅碳材料较高 的体积膨胀率对动力电池的安全性带来了考验。相较于方形电池和软包电池，圆 柱电池结构体本身强度更高，对硅碳负极膨胀的容忍度较高，且圆柱电池的热失 控传播阻断特性可以在一定程度上弥补高镍材料热稳定性差的缺点，因此在应用 高镍材料和硅碳负极材料方面，圆柱电池优势明显。圆柱大型化可以提高成组效率，弥补小圆柱电池成组效率低的不足。根据钜大 锂电数据，目前行业内圆柱形电池的模组成组效率约为 87%，系统成组约为 65%， 而方形电池则分别为 89%和 70%，圆柱电池成组效率较低。圆柱电池直径变大 后，动力电池支架板和集流片的孔径变大，相应重量减轻，此外，动力电池包中 电芯数量的减少可以减少结构件用量，在提高电池能量密度的同时提高成组效率。