18650鋰離子電池發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，面對當(dāng)前人們不斷提高比能量的現(xiàn)狀，如果維持外形尺寸不變，又要提高能量密度，18650面臨諸多挑戰(zhàn)：

1)新材料如NCA、硅碳等新材料供應(yīng)鏈尚不成熟，成本高，供應(yīng)難以穩(wěn)定，比如更高能量密度的材料811，本身穩(wěn)定性和制程控制距離量產(chǎn)有段差距，結(jié)果就是短期內(nèi)811的18650貴很多，性能卻差不少;

2)新材料制程對環(huán)境要求高，固定資產(chǎn)投資高，能耗巨大;

3)單體電池容量低，PACK成組技術(shù)要求和成本偏高;

4)單體電芯最多適應(yīng)正單、負雙極耳結(jié)構(gòu)，而且對能量密度影響較為顯著;

5)高能量密度與高倍率充電同時要求時，設(shè)計空間很小，18650用523+石墨體系，按新國標，1C做到2.4AH已到了設(shè)計的極限。

更大直徑圓柱鋰離子電池將成為必然趨勢，有數(shù)據(jù)如下圖所示，更大尺寸電芯與18650在極耳設(shè)計和卷繞曲率兩個角度進行對比，大尺寸電芯顯示出明顯優(yōu)勢。

總結(jié)下來，尺寸從18650提高到21700，獲得好處如下：

1)適當(dāng)提高能量密度情況下，可以選擇常規(guī)材料，性能穩(wěn)定、性價比高;

2)可以適當(dāng)進行多極耳機構(gòu)設(shè)計，降低內(nèi)阻;

3)同樣能量密度下，可以選擇快充特性石墨，改善快充性能;

4)適當(dāng)增加直徑和高度可以獲得更多的有效體積。

5)單體電芯容量增大，輔助構(gòu)件比例降低，降低Pack成本。

而工信部新頒布的國家標準《GB/T34013-2017電動汽車用動力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》之中，把原來征求意見稿中只有18650和32650修改成了囊括21700在內(nèi)的4個規(guī)格，也算作21700的一個重大利好了。

然而，提升容量的路徑與小單體等價于安全性高的早期觀點有沖突。小型鋰離子電池(<3Ah)及電池模組(<150Ah)的熱安全性已經(jīng)有很多較為成熟的方法進行防控，比如加入PTC、引入電流中斷機制或壓力傳感器等。而大型鋰離子單體電池(>6Ah)或模組(>200Ah)的安全性控制問題仍然存在挑戰(zhàn)。

大型動力鋰離子電池相比于小型電池，由于其本身所含能量較高，當(dāng)出現(xiàn)熱安全性問題時，所帶來的后果會更為嚴重;由于電池體積的增大，造成電池比表面積的減小進而使得電池單位體積散熱面積的降低。電池內(nèi)部溫度的不一致性也會隨著鋰離子電池的大型化和成組化而出現(xiàn)，這種電池單體之間的溫度差異會使得電池?zé)崾Э仫L(fēng)險增加，進而導(dǎo)致電池出現(xiàn)一系列問題。

一般認為，如果廠家掌握更為先進的安全管理技術(shù)，可以讓風(fēng)險停留在自身系統(tǒng)的可控范圍內(nèi)，就可以對沖掉電池單體帶來的風(fēng)險。反過來也可以說，使用更大容量的電芯去構(gòu)建系統(tǒng)，理論上是以單體設(shè)計和電池pack設(shè)計風(fēng)險管理技術(shù)水平的提高為前提的。

容量提升帶來的風(fēng)險和收益，是業(yè)內(nèi)的顯知識，主機廠是否全面接受，愿意為它讓渡一定的安全性，是21700進一步發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)，個人覺得，這個需要很長一段時間。而生產(chǎn)21700所需要的設(shè)備的調(diào)整和更新，則受到設(shè)備供應(yīng)商觀點的影響。

圓柱電池的優(yōu)勢大部分的來自于其規(guī)模化，在21700真正規(guī)模起來之前，還有B級產(chǎn)品處置問題，這種無法降級使用的尺寸，也是對廠家決心和資金實力的考驗。

單從技術(shù)積累角度看，18650被企業(yè)和學(xué)術(shù)單位研究多年，有很多公開數(shù)據(jù)和資料，比如熱管理模型，比如熱失控預(yù)測等等。對于自身研發(fā)能力還不完善的小企業(yè)來講，也算是一種資源。而21700卻相對空白的多。

對于21700在未來的發(fā)展，利好不少，利空也可以隨手羅列。但這都是圓柱電池內(nèi)部比較。如果再考慮方形電池和軟包電池的競爭，21700的大發(fā)展可能并不會很快到來。