18650、21700 與軟包電芯：如何為您的電池組選擇正確的電芯規格

選擇正確的電芯規格，是任何客製化電池組專案中最早的決策之一——也是日後最難變更的決定。您選擇的電芯將決定電池組的尺寸、重量、熱行為、成本，以及製造難度。一旦選錯，您可能需要重新設計外殼、BMS，甚至整個產品。

本指南比較客製化電池組設計中最常見的三種電芯規格：18650 圓柱形、21700 圓柱形與軟包電芯。我們將探討真正的工程取捨，而非僅止於規格表上的數字。

電芯規格命名的由來

在比較之前，先簡要說明命名方式。「18650」意味著直徑 18mm × 長度 65mm。「21700」則是 21mm × 70mm。這些是標準化的圓柱形規格，外殼為鋼製或鋁製。相較之下，軟包電芯沒有剛性外殼——它們是扁平、可彎曲的鋁塑膜袋，幾乎可以製作成任何矩形尺寸。

這種結構上的差異，幾乎主導了這些規格之間的每一項取捨。

18650：久經考驗的標準

18650 是全球產量最大的鋰離子電芯。最初為筆記型電腦電池開發，後來成為從電動工具到早期電動車（特斯拉 Model S 使用了數千顆）的預設選擇。

18650 的優勢：

供應鏈的深度是 18650 最大的優勢。數十家製造商每年生產數十億顆這種電芯。您可以從 Samsung、LG、Sony/Murata、Panasonic、EVE 等眾多廠商採購 18650 電芯，化學體系涵蓋高能量 NMC、高功率 IMR 到超安全 LFP。如果某一供應商缺貨，您有替代選項。對於打造首批 50–500 組電池的新創公司而言，這種供應鏈彈性的價值遠超任何規格表上的優勢。

堅固的鋼製外殼提供內建的機械保護。每顆電芯本身就是一個壓力容器，配備 CID（電流中斷裝置）和 PTC（正溫度係數）元件以確保安全。如果您電池組中的某顆電芯發生熱事件，鋼製外殼的抑制效果優於軟包——電芯會通過設計好的洩壓閥排氣，而非不可預測地膨脹。

18650 電池組的製造也相當直覺。電芯放入支架或以鎳片進行點焊，排列規律。機構設計可預測——您是在排列圓柱體，而電芯之間的間隙提供了天然的空氣通道，有利於被動散熱。

18650 的限制：

18650 的能量密度存在天花板。目前商用最佳的 18650 電芯在電芯層級約達 270 Wh/kg。圓柱形幾何浪費空間——將圓形電芯放入矩形外殼中，約有 9% 的體積成為電芯間的無用空隙。對於重量敏感的應用（如無人機或手持醫療設備），這些浪費的空間加上鋼殼的重量會逐漸累積。

較小的規格也意味著每組電池需要更多電芯、更多焊點、更多連接點，以及更多潛在的故障模式。一組 48V 2.5kWh 的 18650 電池組可能需要 200 顆以上的個別電芯。同樣的電池組若使用 21700 電芯，大約可減少 40% 的電芯數量。

21700：現代主力

21700 規格的開發旨在解決 18650 的限制，同時保留其優勢。它成為特斯拉 Model 3 及大多數現代電動車平台的標準，帶動了大規模的製造投資與成本降低。

21700 的優勢：

同一化學體系下，一顆 21700 電芯的容量約比 18650 多 50%——通常為 4.0–5.0 Ah，相較於 18650 的 2.5–3.5 Ah。這意味著每組電池所需的電芯更少、焊點更少、BMS 更簡單（需監控的電芯組更少），最終在電池組層級的成本也更低——即使每顆電芯的單價較高。

更大的規格也改善了電池組層級的體積能量密度。較少的電芯意味著較少的間隙、較少的浪費空間，以及在相同總能量下更緊湊的電池組。對於電池艙尺寸已由底盤團隊固定的 AGV 而言，在同一空間內多裝 20% 的能量，可能就是 8 小時連續運轉與 6 小時就需中間充電的差別。

每顆電芯的熱表現也更佳。較大的電芯具有較低的表面積與體積比，這意味著在持續負載下升溫較慢。結合圓柱體之間的天然氣流通道，21700 電池組在許多應用中僅需被動散熱，而相同總能量的 18650 電池組可能就需要主動冷卻。

21700 的限制：

儘管供應鏈正在快速成長，但仍比 18650 窄。製造商較少、化學體系變體較少，偶爾交期也更長。對於下週就需要電芯的原型製作，18650 能提供更多選擇。

較大的電芯在外形不規則的外殼中設計彈性也較低。如果您的產品有一個薄而扁平的電池艙，可能放得下兩層 18650 電芯，但只能放一層 21700——在這種特定幾何條件下，18650 的能量密度反而勝出。

軟包電芯：最大彈性

軟包電芯完全捨棄了圓柱形外殼。電極堆疊密封在可彎曲的鋁塑膜袋中，通常為矩形。它們是智慧型手機、平板電腦、筆電的主流規格，在汽車與工業應用中的佔比也日益增加。

軟包電芯的優勢：

體積效率是軟包電芯最強的論點。沒有圓柱形的無用空隙，軟包電池組可比同等圓柱形電池組達到高 20–30% 的體積能量密度。對於外殼小且形狀不規則的應用——手持醫療設備、穿戴式機器人、緊湊型檢測無人機——軟包電芯能讓您更完整地利用可用空間。

軟包電芯也可以製作成客製尺寸。如果您的產品需要 45mm × 80mm × 8mm 的電芯，軟包製造商可以精確做到（在足夠的數量下）。圓柱形電芯則只有固定的標準直徑與長度。

重量是另一項優勢。沒有鋼製外殼，軟包電芯每單位能量更輕——在電芯層級通常輕 5–10%。對於每一克都很重要的無人機，這會累積起來。

軟包電芯的限制：

軟包電芯會膨脹。在充電、循環，尤其是老化過程中，電芯內部產生氣體會導致軟包膨脹。您的機構設計必須預留 3–8% 的厚度增加空間。如果您的外殼是剛性且完全沒有餘裕，膨脹力會壓迫外殼、使其變形，最壞情況下會產生足夠的內部壓力損壞電芯。

沒有鋼製外殼，軟包電芯缺乏內建的機械保護。您必須在電池組中設計結構支撐——剛性板、緩衝泡棉、壓縮結構。圓柱形電芯掉落後可能安然無恙；軟包電芯角落著地可能被刺穿。這增加了機構設計的複雜度，且往往增加的重量超過了電芯層級的減重效果。

製造也更為複雜。軟包電芯通常使用極耳焊接（鋁與銅極耳），而非鎳片點焊。極耳材料、焊接製程與絕緣要求都比圓柱形電芯組裝更為嚴格。對於小量生產（500 組以下），這會明顯增加每單位成本。

客製尺寸軟包電芯的最低訂購量很高——通常 10,000 顆以上。對於打造 50–200 組用於開發與現場測試的新創公司，您將受限於經銷商的標準尺寸軟包電芯，這就失去了客製尺寸的優勢。

規格比較表

依應用場景的建議

地面機器人與 AGV/AMR： 21700 是我們的預設建議。較大的電芯意味著更少的連接與更高的能量密度，適合 AGV 底盤中固定尺寸的電池艙。對於 48V 系統（13S 或 14S 配置），21700 在電芯數量可控的情況下，可達到多數 AGV 平台所需的 2–5 kWh 範圍。

無人機與 UAV： 取決於平台大小。5 公斤以下的小型檢測無人機，軟包電芯在重量與空間上佔優——但需注意高放電循環下的膨脹問題。較大型平台（10 公斤以上），高功率化學體系的 21700 電芯（如 Samsung 40T 或 Molicel P42A）在持續高 C-rate 放電下的表現優於同價位的多數軟包電芯。

醫療手持裝置： 軟包電芯通常是正確選擇——手持醫療設備不規則的外殼形狀，使得軟包電芯的客製尺寸能力極具價值。但若您處於原型階段（IEC 62133 認證在前方），從標準 18650 電芯開始可以簡化供應鏈與 BMS 設計，同時驗證臨床應用。

工業設備與工具： 18650 或 21700，取決於能量需求。圓柱形電芯內建的機械保護，在會被摔落、承受振動、在嚴苛環境中使用的工具中格外重要。電動工具中的軟包電芯需要明顯更多的結構封裝。

輕型電動載具（電動自行車、滑板車、小型 EV）： 21700 是明確的勝出者。電動車產業對 21700 製造的大規模投資，意味著您能獲得成本、能量密度與供應鏈可靠性的最佳組合。

我們需要您提供什麼來選擇正確的電芯

當您向 Sky Power (US) 洽詢客製電池組專案時，電芯規格的建議將取決於您的具體限制條件。為了給您準確的建議，我們需要：

• 外殼尺寸（或 CAD 圖面——即使是粗略草圖也有幫助）
• 目標能量（Wh）或續航需求
• 電壓範圍（標稱與工作電壓）
• 峰值與持續電流消耗
• 工作溫度範圍
• 重量預算（如適用）
• 目標生產數量（這影響哪些電芯規格在成本上可行）
• 認證需求（UL、CE、UN38.3、IEC 62133）

我們將從合格供應商名單中評估電芯選項，推薦最適合您限制條件的規格——而非對我們來說最容易製造的那一種。

所有 Sky Power 電池組標準配備 UL、CE、UN38.3 與 IEC 62133 認證。開發階段最低起訂量為 50 組，從規格確認到交貨前置時間約 10 週。

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