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動力電池從封裝方式來看,可以分為圓柱、軟包和方形三種類型。圓柱和方形電池主要采用鋼殼或鋁殼作為外殼,軟包動力電池采用鋁塑膜作為外殼,除包裝材料外,它們在優(yōu)缺點(diǎn)方面也有所不同。下文小編就帶大家詳細(xì)了解~
1.圓柱封裝
圓柱形鋰電池分為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鈷錳混合、三元材料不同體系,外殼分為鋼殼和聚合物兩種,不同材料體系電池有不同的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)典型的圓柱形電池的結(jié)構(gòu)包括:外殼、蓋帽、正極、負(fù)極、隔膜、電解液、PTC元件、墊圈、安全閥等。一般電池外殼為電池的負(fù)極,蓋帽為電池的正極,電池外殼采用鍍鎳鋼板。
2. 軟包封裝
軟包鋰電池是液態(tài)鋰離子電池套上一層聚合物外殼,與其他電池的不同之處在于軟包裝材料,這也是軟包鋰電池中較關(guān)鍵、技術(shù)難度高的材料。軟包裝材料通常分為三層,即外阻層、阻透層和內(nèi)層。軟包鋰電池的基本結(jié)構(gòu)與圓柱和方形是類似的,只是軟包鋰電池是液態(tài)鋰離子電池套上一層聚合物外殼,在結(jié)構(gòu)上采用了鋁塑膜作為包裝材料的電池,需使用熱封裝。
3.方形封裝
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。此外,它包括兩個(gè)安全結(jié)構(gòu),即NSD針刺安全裝置、OSD過充保護(hù)裝置。殼體一般為鋼殼或者鋁殼,隨著市場對能量密度的追求的驅(qū)動以及生產(chǎn)工藝的進(jìn)步,鋁殼逐漸成為主流。
1.圓柱封裝的優(yōu)點(diǎn):
圓柱型鋰電池的發(fā)展時(shí)間相對較長,標(biāo)準(zhǔn)化程度較高、工藝較為成熟、良品率高和成本低。
生產(chǎn)效率高:生產(chǎn)工藝成熟、PACK成本較低、圓柱體的比表面積大,散熱性能好;
圓柱形電池一般為密封蓄電池,使用過程中不存在維護(hù)問題;
電池外殼耐壓高,電池產(chǎn)品良率較高,使用過程中不會電池膨脹等現(xiàn)象;
圓柱形電池已形成一系列國際上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和型號,工藝成熟,適合大批量連續(xù)化生產(chǎn)。
圓柱形電池的缺點(diǎn):
因電焊焊接多極耳的加工工藝限定倍率特性稍弱;角邊處有機(jī)化學(xué)特異性能較差,長時(shí)間操作電池性能降低明顯;相溶性差。
2.軟包封裝電池的優(yōu)點(diǎn):
重量輕,軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電輕40%,較鋁殼電池輕20%;
內(nèi)阻小,軟包電池的內(nèi)阻較小,目前國產(chǎn)軟包電池芯的內(nèi)阻可做到35mΩ以下;
設(shè)計(jì)靈活,可根據(jù)客戶的需求定制,開發(fā)新的電芯型號;
安全性高,軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝,在發(fā)生安全隱患的情況下軟包電池只會鼓氣裂開。
軟包封裝電池的缺點(diǎn):
一致性較差,成本高,容易發(fā)生漏液,鋁塑膜看上去很簡單,但把三層材料均勻地、牢固地結(jié)合在一起并不容易。此外,軟包電池的鋁塑膜封裝長期可靠性較難保證、電池體較軟等問題也是車企需要考量的。
3.方形封裝電池的優(yōu)點(diǎn):
可塑性較高,可以根據(jù)搭載產(chǎn)品的具體需求而進(jìn)行定制化的設(shè)計(jì);
內(nèi)阻小、循環(huán)壽命長、封裝可靠度高、耐受性好、系統(tǒng)能量效率高;
方形電池的事故發(fā)生率較低,目前主機(jī)廠在高、中端車型上也更傾向于采用方形電池。
方形封裝電池的優(yōu)點(diǎn):
因?yàn)榉叫坞姵乜伤苄詮?qiáng),導(dǎo)致其在制造上沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)。無論是制造工藝還是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),并沒有像圓柱形電池那樣明確的標(biāo)準(zhǔn)劃分。市場上有成千上萬種型號,而正因?yàn)樾吞柼?,工藝很難統(tǒng)一,生產(chǎn)自動化水平不高,單體差異性較大。