方形鋰電池的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn)有哪些
來源:存能電氣 日期:2019-05-15 12:12 瀏覽量:次
方形鋰電池的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn)有哪些?目前,主流的鋰電池封裝形式主要有三種,即圓柱、方形和軟包。方形鋰電池通常是指鋁殼或鋼殼方形電池,方形電池的普及率在國(guó)內(nèi)很高。方形電池的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,不像圓柱電池采用強(qiáng)度較高的不銹鋼作為殼體及具有防爆安全閥的等附件,所以整體附件重量要輕,相對(duì)能量密度較高。
方形鋰電池的結(jié)構(gòu)
一個(gè)典型的方形鋰電池,主要組成部件包括:頂蓋,殼體,正極板、負(fù)極板、隔膜組成的疊片或者卷繞,絕緣件,安全組件等。其中,紅圈中的兩個(gè)是安全結(jié)構(gòu),NSD針刺安全裝置;OSD過充保護(hù)裝置。
針刺安全保護(hù)裝置。這是在卷芯的最外面加上了金屬層,例如銅薄片。當(dāng)針刺發(fā)生時(shí),在針刺位置產(chǎn)生的局部大電流通過大面積的銅薄片迅速把單位面積的電流降低,這樣可以防止針刺位置局部過熱,緩減鋰電池?zé)崾Э匕l(fā)生。
過充安全保護(hù)裝置,目前這個(gè)安全設(shè)計(jì)在很多電池上都能看到。一般是一個(gè)金屬薄片,配合fuse使用,fuse可以設(shè)計(jì)到正極集流體上,過充時(shí)鋰電池內(nèi)部產(chǎn)生的壓力使得OSD觸發(fā)內(nèi)部短路,產(chǎn)生瞬間大電流,從而使Fuse熔斷,從而切斷電池內(nèi)部電流回路。
殼體一般為鋼殼或者鋁殼,隨著市場(chǎng)對(duì)能量密度的追求的驅(qū)動(dòng)以及生產(chǎn)工藝的進(jìn)步,鋁殼逐漸成為主流。
方形鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些?
優(yōu)點(diǎn),方形鋰電池封裝可靠度高;系統(tǒng)能量效率高;相對(duì)重量輕,能量密度較高;結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,擴(kuò)容相對(duì)方便,是當(dāng)前通過提高單體容量來提高能量密度的重要選項(xiàng);單體容量大,則系統(tǒng)構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單,使得對(duì)單體的逐一監(jiān)控成為可能;系統(tǒng)簡(jiǎn)單帶來的另外一個(gè)好處是穩(wěn)定性相對(duì)好。
缺點(diǎn),由于方形鋰電池可以根據(jù)產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行定制化生產(chǎn),所以市場(chǎng)上有成千上萬種型號(hào),而正因?yàn)樾吞?hào)太多,工藝很難統(tǒng)一;生產(chǎn)自動(dòng)化水平不高,單體差異性較大,在大規(guī)模應(yīng)用中,存在系統(tǒng)壽命遠(yuǎn)低于單體壽命的問題。
圓柱、方形和軟包鋰電池的對(duì)比
1.電池形狀:方形鋰電池可以任意大小,所以是圓柱電池不能比的。
2.倍率特性:圓柱形鋰電池焊接多極耳的工藝限制,所以倍率特性稍差于方形多極耳方案
3.放電平臺(tái):采用相同的正極材料、負(fù)極材料、電解液所以理論上放電平臺(tái)是一致的,但是方形電池內(nèi)阻稍占優(yōu)勢(shì),所以放電平臺(tái)稍微高一點(diǎn)。
4.產(chǎn)品質(zhì)量:圓柱鋰電池工藝非常成熟,極片公有二次分切缺陷機(jī)率低,且卷繞工藝較疊片工藝成熟度及自動(dòng)化程度都要高疊片工藝目前還在采用半手工方式,所以對(duì)于電池的品質(zhì)存在不利影響。
5.極耳焊接:圓柱鋰電池極耳較方形鋰電池更易焊接,方形電池易產(chǎn)生虛焊影響電池品質(zhì)。
6.PACK成組:圓形電池相對(duì)具有更易用特點(diǎn),所以PACK方案簡(jiǎn)單,散熱效果好,方形電池PACK時(shí)要解決好散熱的問題。
7.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):方形電池邊角處化學(xué)活性能較差,長(zhǎng)期使用電池性能下降較為明顯。
總之,無論圓柱、方形還是軟包電池,目前之所以都能快速發(fā)展,是因?yàn)樗鼈冊(cè)诟髯陨瞄L(zhǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,都得到了很好的應(yīng)用。
鋰電池因其電芯制造工藝不同,分為圓柱,方形,軟包三種封裝形式。每種封裝各具特色,體現(xiàn)出不同類型鋰電池的性能優(yōu)缺點(diǎn)。方形鋰電池由于安全性高,能夠通用于乘用車和商用車,無論純電動(dòng)還是混合動(dòng)力。
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