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方形锂电池的结构和优缺点有哪些

九游会俱乐部LARGE  |  点击量:5565次  |  2019年07月29日  

摘要
方形锂电池的结构和优缺点有哪些?目前,主流的锂电池封装形式主要有三种,即圆柱、方形和软包。方形锂电池通常是指铝壳或钢壳方形电池,方形电池的普及率在国内很高。

方形锂电池的结构和优缺点有哪些?目前,主流的锂电池封装形式主要有三种,即圆柱、方形和软包。方形锂电池通常是指铝壳或钢壳方形电池,方形电池的普及率在国内很高。方形电池的结构较为简单,不像圆柱电池采用强度较高的不锈钢作为壳体及具有防爆安全阀的等附件,所以整体附件重量要轻,相对能量密度较高。


方形锂电池的结构


一个典型的方形锂电池,主要组成部件包括:顶盖,壳体,正极板、负极板、隔膜组成的叠片或者卷绕,绝缘件,安全组件等。其中,红圈中的两个是安全结构,NSD针刺安全装置;OSD过充保护装置。


针刺安全保护装置。这是在卷芯的最外面加上了金属层,例如铜薄片。当针刺发生时,在针刺位置产生的局部大电流通过大面积的铜薄片迅速把单位面积的电流降低,这样可以防止针刺位置局部过热,缓减锂电池热失控发生。


过充安全保护装置,目前这个安全设计在很多电池上都能看到。一般是一个金属薄片,配合fuse使用,fuse可以设计到正极集流体上,过充时锂电池内部产生的压力使得OSD触发内部短路,产生瞬间大电流,从而使Fuse熔断,从而切断电池内部电流回路。


壳体一般为钢壳或者铝壳,随着市场对能量密度的追求的驱动以及生产工艺的进步,铝壳逐渐成为主流。


方形锂电池的优缺点有哪些?


优点,方形锂电池封装可靠度高;系统能量效率高;相对重量轻,能量密度较高;结构较为简单,扩容相对方便,是当前通过提高单体容量来提高能量密度的重要选项;单体容量大,则系统构成相对简单,使得对单体的逐一监控成为可能;系统简单带来的另外一个好处是稳定性相对好。


缺点,由于方形锂电池可以根据产品的尺寸进行定制化生产,所以市场上有成千上万种型号,而正因为型号太多,工艺很难统一;生产自动化水平不高,单体差异性较大,在大规模应用中,存在系统寿命远低于单体寿命的问题。


圆柱、方形和软包锂电池的对比


1.电池形状:方形锂电池可以任意大小,所以是圆柱电池不能比的。


2.倍率特性:圆柱形锂电池焊接多极耳的工艺限制,所以倍率特性稍差于方形多极耳方案


3.放电平台:采用相同的正极材料、负极材料、电解液所以理论上放电平台是一致的,但是方形电池内阻稍占优势,所以放电平台稍微高一点。


4.产品质量:圆柱锂电池工艺非常成熟,极片公有二次分切缺陷机率低,且卷绕工艺较叠片工艺成熟度及自动化程度都要高叠片工艺目前还在采用半手工方式,所以对于电池的品质存在不利影响。


5.极耳焊接:圆柱锂电池极耳较方形锂电池更易焊接,方形电池易产生虚焊影响电池品质。


6.PACK成组:圆形电池相对具有更易用特点,所以PACK方案简单,散热效果好,方形电池PACK时要解决好散热的问题。


7.结构特点:方形电池边角处化学活性能较差,长期使用电池性能下降较为明显。


总之,无论圆柱、方形还是软包电池,目前之所以都能快速发展,是因为它们在各自擅长的应用领域,都得到了很好的应用。


锂电池因其电芯制造工艺不同,分为圆柱,方形,软包三种封装形式。每种封装各具特色,体现出不同类型锂电池的性能优缺点。方形锂电池由于安全性高,能够通用于乘用车和商用车,无论纯电动还是混合动力。


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