目前鋰電池封裝形式主要有三種:圓柱、方形和軟包,不同的封裝結(jié)構(gòu)意味著不同的特性,它們各有優(yōu)缺點(diǎn),下面我們就來(lái)一起探討一下這三種電池的特點(diǎn)吧!
1、圓柱形鋰電池
圓柱形鋰電池分為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰...
目前鋰電池封裝形式主要有三種:圓柱、方形和軟包,不同的封裝結(jié)構(gòu)意味著不同的特性,它們各有優(yōu)缺點(diǎn),下面我們就來(lái)一起探討一下這三種電池的特點(diǎn)吧!
1、
圓柱形鋰電池
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)。目前,圓柱主要以鋼殼圓柱磷酸鐵鋰電池為主,這種電池的表現(xiàn)為容量高、輸出電壓高、良好的充放電循環(huán)性能、輸出電壓穩(wěn)定、能大電流放電、電化學(xué)性能穩(wěn)定、使用安全、工作溫度范圍寬、對(duì)環(huán)境友好。廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能燈具、草坪燈具、后備能源、電動(dòng)工具、玩具模型上。
一個(gè)典型的圓柱形電池的結(jié)構(gòu)包括:正極蓋、安全閥、PTC元件、電流切斷機(jī)構(gòu)、墊圈、正極、負(fù)極、隔離膜、殼體。
最早的圓柱形鋰電池是由日本SONY公司于1992年發(fā)明的18650鋰電池,因?yàn)?8650圓柱形鋰電池的歷史相當(dāng)悠久,所以市場(chǎng)的普及率非常高,圓柱形鋰電池采用相當(dāng)成熟的卷繞工藝,自動(dòng)化程度高,產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定,成本相對(duì)較低。圓柱形鋰電池有諸多型號(hào),比如常見的有10840、14500、18650、21700、26650等。圓柱型鋰電池在日本、韓國(guó)鋰電池企業(yè)中較為流行,中國(guó)國(guó)內(nèi)也有相當(dāng)規(guī)模的企業(yè)生產(chǎn)圓柱形鋰電池。
2、方形鋰電池
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,隨著近年汽車動(dòng)力電池的興起,汽車?yán)m(xù)航里程與電池容量之間的矛盾日漸突顯,國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池廠商多采用電池能量密度較高的鋁殼方形電池為主,因?yàn)榉叫坞姵氐慕Y(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。方型電池采用卷繞和疊片兩種不同的工藝。
但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(wàn)種型號(hào),而正因?yàn)樾吞?hào)太多,工藝很難統(tǒng)一。方形電池在普通的電子產(chǎn)品上使用沒有問題,但對(duì)于需要多只串、并聯(lián)的工業(yè)設(shè)備產(chǎn)品,最好使用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的圓柱形鋰電池,這樣生產(chǎn)工藝有保證,以后也更容易找到可替換的電池。
3、軟包鋰電池
軟包鋰電池是液態(tài)鋰離子電池套上一層聚合物外殼,與其他電池最大的不同之處在于軟包裝材料(鋁塑復(fù)合膜),這也是軟包鋰電池中最關(guān)鍵、技術(shù)難度最高的材料。軟包裝材料通常分為三層,即外阻層(一般為尼龍BOPA或PET構(gòu)成的外層保護(hù)層)、阻透層(中間層鋁箔)和內(nèi)層(多功能高阻隔層)。
軟包電池的包裝材料和結(jié)構(gòu)使其擁有下面一系列優(yōu)勢(shì):安全性能好、重量輕、容量大、內(nèi)阻小、設(shè)計(jì)靈活
4、對(duì)比分析
電池形狀:方形鋰電池可以是任意大小,所以是圓柱電池不能比的。
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
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)。
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。
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)。
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。
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。
總的來(lái)說,圓柱、方形和軟包三種封裝類型的電池各有優(yōu)勢(shì),也各有不足,每種電池都有自己主導(dǎo)的領(lǐng)域,比如,方形電池中磷酸鐵鋰較多,軟包電池中三元更多一些。