隨著全球多樣化的發(fā)展,我們的生活也在不斷變化著,包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成,比如不同形狀的電池。目前,主流的鋰離子電池封裝形式重要有三種,即圓柱形、方形和軟包,不同的封裝結(jié)構(gòu)意味著不同的特性,它們各有其優(yōu)缺點。
方形鋰離子電池通常是指鋁殼或鋼殼方形電池。方形電池在中國非常受歡迎。近年來,隨著汽車動力鋰電池的興起,汽車行駛里程與電池容量之間的矛盾日益突出。鋰電池制造商大多使用具有更高電池能量密度的鋁殼方形電池。由于棱柱形電池的結(jié)構(gòu)相對簡單,不像圓柱形電池那樣,圓筒形電池使用高強度不銹鋼作為外殼以及帶有防爆安全閥的附件,因此整體安裝重量應(yīng)更輕,相對能量密度應(yīng)更高。方形電池有兩個不同的過程:纏繞和層壓。
圓柱形鋰電池分為磷酸鐵鋰,氧化鈷鋰,錳酸鋰,鈷錳雜化物和三元材料的不同系統(tǒng)。外殼分為兩種:鋼殼和聚合物。不同的材料系統(tǒng)具有不同的優(yōu)勢。目前,鋼瓶主要是鋼殼圓筒形磷酸鐵鋰鋰電池,具有容量大,輸出電壓高,充放電循環(huán)性能好,輸出電壓穩(wěn)定,電流放電大,電化學(xué)性能穩(wěn)定,使用安全,工作溫度范圍廣,環(huán)保。它廣泛用于太陽能燈,草坪燈,備用能源,電動工具,玩具模型中。
圓柱型鋰離子電池有很多類型,例如17490、14650、18650、26650、21700等。圓柱形鋰離子電池在日本和韓國的鋰離子電池公司中更受歡迎。我國也有生產(chǎn)圓柱形鋰離子電池的大型公司。隨著國內(nèi)電動汽車市場的快速發(fā)展,汽車企業(yè)對動力鋰電池在能量密度,制造成本,產(chǎn)品附加屬性和性循環(huán)壽命方面提出了更高的要求。在原材料領(lǐng)域沒有重大突破的前提下,適當(dāng)增加圓筒形電池的體積以獲得更大的電池容量已成為可探索的方向。
軟包裝電池的包裝材料和結(jié)構(gòu)為其帶來了一系列優(yōu)勢。例如,根據(jù)《電氣之家》公眾賬戶的摘要,其安全性能良好。軟包裝電池采用鋁塑薄膜包裝結(jié)構(gòu)。當(dāng)發(fā)生安全問題時,軟包裝電池通常會膨脹和破裂,而不是像鋼殼或鋁殼電池那樣爆炸;重量輕,軟包裝電池的重量比相同容量的鋼殼鋰離子電池輕40%,比鋁殼鋰離子電池輕20%;內(nèi)阻小,軟包裝電池的內(nèi)阻小于鋰離子電池的內(nèi)阻,可以大大降低電池的自耗;循環(huán)性能好,軟包裝電池具有更長的循環(huán)壽命,并且100次循環(huán)的衰減比鋁殼的約7%小4%。設(shè)計靈活,可以將形狀更改為任何形狀,并且可以更薄。可以根據(jù)客戶需求進行定制,并開發(fā)新的電池模型。軟包裝電池的缺點是一致性差,成本高和易于泄漏。通過大規(guī)模生產(chǎn)可以解決高成本,并且可以通過改善鋁塑料膜的質(zhì)量來解決液體泄漏。
軟包裝鋰電池是覆蓋有聚合物殼的液態(tài)鋰離子電池。與其他電池的最大區(qū)別是軟包裝材料(鋁塑復(fù)合膜),它也是軟包裝鋰電池中最關(guān)鍵且技術(shù)難度最大的材料。軟包裝材料通常分為三層,即外阻隔層(通常是由尼龍BOPA或PET制成的外保護層),阻隔層(中間層鋁箔)和內(nèi)層(多功能高阻隔層)。
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,是因為它們在各自擅長的應(yīng)用領(lǐng)域,都得到了很好的應(yīng)用。國內(nèi)動力鋰電池廠家都在預(yù)言方形會成為動力鋰電池的主流,但是以Tesla為代表的圓柱動力鋰電池應(yīng)用廠家,在技術(shù)上不斷創(chuàng)新,整車電池能量密度不斷提升,電池性能表達更卓越。
在研究設(shè)計過程中,一定會有這樣或著那樣的問題,這就需要我們的科研工作者在設(shè)計過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗,這樣才能促進產(chǎn)品的不斷革新。