傳統的18650電池具有成熟的配套產業鏈，成本低廉，是一種理想的鋰離子電池，在消費電子領域得到了廣泛的應用。但是18650電池容量較小，在動力電池領域應用時，往往需要上萬只單體電池組合成為電池組，因此導致電池組的管理難度大幅上升，因此在特斯拉的帶領下，掀起了一場21700替換18650電池的風暴。

相比于18650電池，21700電池的容量更高，減少了電池組內單體電池的數量，降低了電池組的復雜程度，吸引了眾多的關注。近日，德國巴登-符騰堡州太陽能與氫能研究中心的Thomas Waldmann（第一作者，通訊作者）等人從電性能、熱性能等方面對兩種電池進行了全面的對比，研究表明21700電池在大電流充放電的過程中產熱更為明顯，因此電池的極化相應較小，同時由于外殼等非活性物質占比降低，因此能量密度可以提升6%左右。

為了能夠更為準確的對兩種電池進行對比，作者采用相同配方的電極、隔膜和電解液制備了18650和21700兩種電池，兩種電池的配方設計如下表所示，因此兩種電池的主要區別來自于尺寸方面。實驗中為了獲取電池內部的溫度信息，作者在電池內部的中間位置植入了一個K型的熱電偶。

雖然21700和18650電池理論上直徑分別為21mm和18mm，但是實際上為了能夠卷繞更多的電極，提升電池的容量和能量密度，因此通常能量型的電池的直徑都要略大于理論值，例如作者測量的某款能量型21700電池外徑實際是21.15mm左右。因此在下圖a中作者分析殼體外徑增加50-400um時，電池增加的卷繞長度，從圖中能夠看到在極片+隔膜總厚度為200um時，殼體直徑增加400um時，電極額外增加的卷繞的長度可以達到1圈。

Thomas Waldmann的研究表明由于結構上的區別會導致兩種電池在電性能和熱特性上的區別，例如由于放電過程中21700電池熱效應更為明顯，因此21700電池在倍率測試中極化更小。21700電池能夠卷入更多的電極，因此外殼等非活性零部件的重量占比顯著降低，因此電池的能量密度相比于18650電池提升6%。

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