从18650到21700，锂离子电池的单体尺寸在不断增大，这确实在一定程度上提升了电池的容量和能量密度，从而有助于降低动力电池系统的成本。然而，21700电池的普及也面临着一系列挑战。
今年1月，特斯拉宣布采用21700型锂离子电池，这一举动在行业内引发了广泛的关注和热议。特斯拉作为圆柱型锂离子电池的领军企业，其采用18650电池并成功应用于电动汽车的案例，曾激发了国内众多电池企业的投产热情，推动了18650电池在电动汽车、电动工具、移动电源等多个领域的应用。

如今，随着特斯拉大规模应用21700电池，业内期待也水涨船高。众多电池企业纷纷宣布将布局21700电池市场，包括远东福斯特、猛狮新能源、深圳比克、亿纬锂能、力神电池等知名企业。同时，还有大批圆柱电池企业积极关注并储备技术，将21700电池纳入未来产品规划。

近期，一些企业的21700电池生产线相继投产，更是将这股热潮推向了高潮。例如，亿纬锂能建设的4条兼容21700与18650的全自动化圆柱生产线在金泉正式投产，成为国内首条21700电池生产线。力神电池也紧随其后，宣布4GWh 21700动力电池项目投产。

然而，在这股21700“龙卷风”席卷行业之际，我们也需要冷静思考其背后的意义。尽管特斯拉的推动无疑为行业发展注入了新的动力，但单纯跟风投产21700电池是否真正有助于推动锂离子电池技术的进步和产业的健康发展，这确实值得深思。
21700电池对动力电池系统的提升有限
根据特斯拉公布的数据，其生产的21700电池单体的能量密度达到了300Wh/kg，相较于18650电池，能量密度提升了超过20%，单体容量增加了35%。同时，成本也有所下降，降至155美元/KWh，比原先降低了9%。此外，在相同的能量需求下，21700电池可以减少约1/3的电池数量，进而使系统重量减轻了10%。然而，尽管21700电池在多个方面都展现出了优势，但其对动力电池系统的整体提升仍然有限。

据亿纬锂能披露，其21700电池拥有4Ah的容量，相较于18650电池，提升了50%。同时，该电池的能量密度达到了215Wh/kg，相比18650电池提升了5%~10%。此外，成组数量减少了约30%，而产品直通率则高达96%。天津力神也发布了其高容量21700电池产品，其中单体电池容量4Ah的能量密度为210Wh/kg，而5Ah容量的能量密度更是达到了260Wh/kg。

从上述数据中可以看出，21700电池相较于18650电池，在单体容量上提高了3550%，能量密度也相应提升了520%。然而，尽管21700电池在性能上有所提升，但其实际对动力电池系统的整体提升效果并不如想象中的那么显著。

首先，21700电池的体积相较于18650电池增加了46.5%，这意味着在相同容量的动力电池组中，21700电池的使用数量将比18650电池减少约四成。然而，由于电池壳体重量的增加，21700电池的总体重量相较于18650电池可能还会上升35%左右。

其次，尽管21700电池在单体层面的能量密度有所提升，但在动力电池系统层面，其能量密度的提升幅度却相对较小。根据理论计算，21700单体电池的能量密度仅比18650电池高出约10%。这与各公司发布的21700电池数据基本一致。

综上所述，尽管21700电池在单体容量和能量密度方面有所提升，但这些提升在动力电池系统层面并未得到充分体现。因此，从18650到21700的升级，虽然带来了单体电池性能的提升，但并未显著提升动力电池系统的整体性能。

单极力推 市场前景堪忧

目前，特斯拉是唯一大力推广21700电池在电动汽车中应用的厂商。其目的旨在降低成本，提升市场竞争力，依托于其在锂离子电池成组技术上的领先地位。通过复杂的串并联方式，特斯拉能将多达8000颗18650型电池组合成动力电池系统，这是其核心竞争力所在。

然而，随着市场竞争的加剧，特斯拉需要进一步降低成本以拓展中低端市场。在18650电池技术趋于成熟、成本基本稳定的背景下，特斯拉开始探索大尺寸单体电池的潜力，21700电池因此进入了其视野。

经过验证后，特斯拉开始尝试生产并使用21700电池，其优势逐渐得到业界认可。国内电池生产企业也纷纷加入到21700电池产业化的行列中。

但值得注意的是，国内电动汽车企业对21700电池的反应相对平淡。多数企业仍采用与特斯拉不同的电池成组技术，更偏向于使用方形和软包电池，无需采用18650电池，更不用说21700电池了。即便有企业采用18650电池，其结构设计已基本定型，对21700电池的接纳度较低。

特斯拉为Model3设计的全新电池组模块、Pack架构和底盘结构，能充分发挥21700电池的能量密度和成本优势。但国内多数企业缺乏这种正向开发能力，盲目跟风导入可能带来安全风险。因此，21700电池的市场前景并不乐观。

21700电池面临的安全挑战

随着特斯拉对21700电池的大力推广，这种电池的安全性问题逐渐浮出水面。尽管其能量密度高、成本优势明显，但如何在确保安全的前提下充分发挥这些优势，成为了业界共同关注的焦点。

事实上，21700电池的安全风险并不局限于其自身特性，还包括在电动汽车中的应用方式和整体设计。特斯拉的全新电池组模块、Pack架构和底盘结构，虽然为21700电池的安全使用提供了有力支撑，但国内多数企业缺乏这样的正向开发能力，盲目跟风可能带来不可预知的安全风险。因此，21700电池的市场前景可谓喜忧参半。

一是产品性能能否有保障？相较于18650电池，21700电池的制造工艺尚不完全成熟，良率可能受到影响，进而导致产品一致性难以保障。

二是安全风险如何防范？锂离子电池的单体电池体积越大，其能量密度越高，相应的安全风险也会呈几何级数增长。尽管18650电池经过多年的技术积累和应用实践，其安全性和可靠性已得到广泛认可，但21700电池作为新晋产品，其安全性和可靠性尚待市场考验。特别是在电池成组后，其安全风险将被显著放大。

三是综合成本是否具有优势？特斯拉和亿纬锂能等电池企业声称，21700电池在能量密度、制造成本以及PACK成本方面相较于18650电池均具有显著优势，有望帮助企业降低动力电池价格和整车制造成本。然而，这并不意味着21700电池在市场上一定能够占据优势地位。

综上所述，21700电池面临多方面的挑战，其前景并不容乐观。

锂离子电池的发展瓶颈与挑战

过去三十年来，锂离子电池经历了显著的变革。在形状上，它从最初的方形演变到圆柱形，再到软包电池。在容量上，手机用锂离子电池的容量已从不足500mAh增长到4000mAh，而电动汽车单体电池的容量更是超过100Ah。

在材料方面，锂离子电池同样取得了显著进展。正极材料从钴酸锂发展到富锂锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂，再到磷酸铁锂，甚至出现了更高电压的磷酸锰锂和磷酸钴锂。负极材料也从天然石墨、中间相碳微球扩展到人工石墨、石油焦、碳纤维等。此外，电解液已从液态发展到聚合物，乃至现在备受关注的固态电解液。隔膜则主要使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃微孔膜，同时也在探索其他新型隔膜材料。

尽管锂离子电池在应用领域已广泛渗透到生活的各个角落，但随着电动汽车的普及，其能量密度低、充电时间长等问题逐渐凸显，成为制约其进一步发展的关键难题。此外，锂离子电池材料体系的复杂性也使得任何微小的改动都可能带来深远的影响，需要长时间的测试和验证。

与此同时，新型电池的研发及产业化进程正在加速推进，这些新型电池直接针对锂离子电池的弱点进行改进。因此，锂离子电池在未来将面临更为严峻的挑战。
诸如锌、镁、锂、铝等金属燃料电池，其比能量均超越了300Wh/kg，甚至能达到1000Wh/kg，这一指标显著高于当前锂离子电池的水平。此外，通过采用锥形纳米管状硅或3D多孔结构纳米硅作为负极材料，锂离子电池的充电时间有望从数小时缩短至仅需约10分钟。同时，有机回流电池、超级电容器、双碳电池以及固态锂离子电池等技术的涌现，为解决锂离子电池的起火问题提供了新的可能。

应用需求驱动，突破锂离子电池发展瓶颈

尽管特斯拉的21700电池为电动汽车领域带来了新思路，但这也促使业界将焦点转向工艺制程的进步。然而，仅仅追求工艺制程的改善，而忽视电池性能的根本提升，犹如治标不治本。要确保锂离子电池的持续发展，必须从本质上进行突破。

笔者坚信，市场需求是推动锂离子电池进步的关键力量。回顾二次电池的发展历程，我们可以清晰地看到，镍镉、镍氢等电池的崛起，源于小型消费电子产品市场的推动；而它们的衰败，则是因为锂离子电池的崛起占据了这一市场。同样，铅酸电池之所以能长期占据二次电池市场的领先地位，与其在汽车启停电池市场的稳固地位密不可分。然而，随着消费电子产品市场的变革和新型电池技术的挑战，锂离子电池正面临着前所未有的压力。

当前，锂离子电池已深度融入消费电子产品市场，并随着这一市场的变革而不断进步。在动力电池市场，如电动工具、电动自行车和电动汽车等领域，锂离子电池也正在逐步占据主导地位。此外，新型电池如燃料电池、液流电池等还处于起步阶段，离产业化还有很长的路要走。这为锂离子电池的技术变革提供了宝贵的时间窗口和历史机遇。

因此，笔者建议锂离子电池未来的发展方向应聚焦于动力电池和储能电池市场。利用现有产业优势，通过提升电池比能量、降低生产成本、增加循环次数等措施，积极抢占汽车动力市场和拓展储能市场。同时，通过与燃料电池、液流电池等新型电池的竞争，进一步巩固和扩大锂离子电池的市场份额。
要实现上述发展目标，锂离子电池必须取得革命性的突破。当前，锂离子电池的材料结构中，正极材料已成为制约其性能提升的核心难题。无论是已广泛应用于市场的钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂，还是正在研究中的新型正极材料，都面临着诸多挑战：首先，其理论比能量与负极材料相比仍显不足；其次，实际比能量与理论值之间存在显著差距；再者，锂离子电池在快速充电时，正极材料结构容易发生变化。
正极材料的突破是锂离子电池规模推广的关键所在。为了实现锂离子电池的革命性变革，我们必须首先克服正极材料的限制。这既包括持续探索全新的正极材料，如工作电压高、比能量优异、温度特性稳定、材料来源丰富、循环寿命长、安全可靠且成本低廉的材料，也要充分发挥现有正极材料的潜力。

尽管开发全新正极材料面临巨大挑战，可能需要在10年、20年内持续努力，但充分利用现有正极材料潜力则是一个更为可行的方案。这涉及运用纳米技术等新材料制备技术，以及碳纳米管、石墨烯等新材料，通过改性、包覆等手段改进现有正极材料制备工艺，从而解决实际比能量低、充电时间长和生产成本高等问题。

此外，电池制备技术和电池成组技术的进步也是必不可少的。这些技术的提升将进一步推动锂离子电池性能的提升和成本的降低，从而加速其在动力市场和储能市场的应用。

一旦正极材料实现突破，整个锂离子电池材料体系都将随之发生变化，从而实现锂离子电池性能的根本性提升。当然，隔膜和电解液的突破也存在难度，但相比之下，负极材料的突破难度要小得多。