为了满足电子产品和设备日益增长的电力需求，锂电池行业取得了长足的进步。电动工具、汽车、医疗设备和一系列其他机器中都有这些电池。在过去二十年里，随着需求的波动，许多不同尺寸和形状的锂电池被生产出来。

圆柱形电池有多种尺寸，因为它们的流行导致了产量的大幅增长。目前有多种电池型号可供选择，但在尺寸和容量方面，18650 和 21700 两种型号的竞争最为激烈（图 1）。

18650 电池芯基础知识

18650 电池型号是 2013 年生产的最优化的锂电池，尽管它早在 1994 年松下首次推出这种电池时就已出现。这种电池比标准 AA 电池更长、更宽，因为数字代表电池型号的尺寸。18650 电池的直径为 18 毫米，长度为 65 毫米。这些电池的容量在 2300 毫安至 3600 毫安之间，电压在 3.6 伏至 3.7 伏之间。

这种电池在 2011 年达到顶峰，但随着特斯拉等电动汽车的推出，又出现了新的需求。无人机、医疗设备和军用航空设备的生产也需要这些电池。2013 年，18650 电池的产量接近 25.5 亿个。这种电池具有良好的可靠性，每瓦特小时的生产成本低。

纵观当前市场，许多电子产品的设计都发生了翻天覆地的变化。平板电脑和智能手机等需要更大功率的设备变得越来越轻薄和扁平。虽然这些市场领域的需求有所减弱，但电动汽车、军事航空和医疗行业对电池短缺的担忧导致制造商制造了过量的此类电池。然而，电子产品对电力需求的不断增长将很快导致对更大容量电池的需求。在这种情况下，21700 电池型号可能会满足这种不断增长的需求。

21700 电池单元基础知识

21700 电池于 2017 年问世。它们由松下和特斯拉联合制造。21700 电池的直径为 21 毫米，长度为 70 毫米。这种电池比 18650 稍大，容量更高。这些电池的标称容量与设计用来替代的电池相同，因为它们的电压仍为 3.6 伏至 3.7 伏。不过，它们的容量更大，达到 4,000 mAh 至 5,000 mAh。

21700 电池分为受保护和不受保护两种。受保护电池具有电池管理系统（BMS），用于保护和防止过热。无保护电池则没有这些安全保护措施。电池有圆柱形和扁平形两种，也有按钮式。这些电池旨在取代电动汽车的 18650 电池。

18650 与 21700 电池比较

比较 18650 电池和 21700 电池（图 2），21700 电池的容量为 50%。21700 电池的能量密度也更高，放电速率为 3.75c。21700 电池的能量密度增幅也较低，可能在 2% 到 6% 之间，具体取决于制造商的电池内部结构。

两种电池的充放电率基本相似。18650 电池的极化程度可能更高，而 21700 电池的电阻更低，发热更强。电池在循环使用时，21700 电池和 18650 电池的容量衰减相同。

行业期望

电子产品和汽车制造商已将 21700 看作是以前锂电池的合适替代品，因为它易于制造，而且容量更大。这些电芯的设计选择很多，有纽扣电芯、棱柱电芯和袋装电芯。对于制造商成本较高的设计，如袋装电池，18650 电池和 21700 电池都能降低成本。此外，随着技术的发展和变化，更经济的生产方法的引入，预计几年内生产袋装电池的成本将大幅降低。

21700 电池具有更长的运行时间和更大的容量，这些优势将使其成为 18650 电池的合适替代品。然而，制造商仍将继续推出 18650 电池，用于不需要更大电容量的各种应用，以及因空间要求而不得不将电池设计得比 21700 更小的应用。

纵观锂电芯制造业，在可预见的未来，对设计灵活、容量大的轻型电池的需求仍将持续。容量的增加将迫使制造商考虑如何改变 18650 电池型号，以便在不重新设计的情况下将其转换为 21700 电池。

更高的功能

与传统的有线互连刚性电路板相比，柔性电路板中的柔性 PCB 区域具有更高的功能范围。当产品设计需要高速信号和受控阻抗时（图 4），柔性电路板可以轻松处理传输负载。柔性区域还能对来自产品内部或外部元件的电磁干扰和射频干扰提供高水平的屏蔽。刚柔结合电路的另一个优点是，即使在恶劣环境中使用，它们也能可靠地工作。电路板具有良好的耐腐蚀性、耐化学性和抗紫外线性。它们还能承受高达 200°C 的高温，同时还能散发产生的热量。

摘要

许多顶级电池制造商正在将重点从历史上占主导地位的 18650 电池模式转向 21700 电池模式。随着越来越多的制造商朝这个方向发展，每家公司的 21700 电池设计和化学成分都会有所不同。选择合适的 21700 电池将取决于应用要求、所需电池的尺寸以及其他规格。扁平电池将成为电池制造的重要设计因素之一。如果在将 21700 圆柱形电池制成扁平电池设计时，也能达到与之相同的电池性能，那么在未来的几十年里，这些电池的市场将会飞速发展。

在不久的将来，许多军事航空、医疗和汽车应用对 18650 电池的需求将继续增长。随着更多 21700 电池设计在市场上达到饱和，这种饱和可能会导致制造商在转换生产线能力时降低可用 18650 电池的数量。与像 Epec 这样的电池组制造商就其电池的设计进行沟通，可以让公司了解目前使用哪种类型的电池，以及如果电池过时，将来可能需要做出哪些改变。