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圆柱形钢壳锂电池都有哪些?

2021-09-25 12:10:00

圆柱形钢壳锂电池与软包和方形锂电池相比是商业化最早,生产自动化程度最高,当前成本最低的一种锂电池。目前市场主要有18650圆柱形锂电池和21700圆柱锂电池,其他常见的圆柱锂电池规格有14650、17490、18650、21700、26650等。

圆柱形钢壳锂电池分为磷酸铁锂、钻酸锂、锰酸锂、钻锰混合、三元材料不同体系,外壳分为钢壳和聚合物两种,不同材料体系电池有不同的优点。目前,圆柱主要以钢壳圆柱磷酸铁锂电池为主,这种电池的表现为容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学性能稳定、使用安全、工作温度范围宽、对环境友好。

圆柱形钢壳锂电池结构:单体主要由正极,负极,隔膜,正极负极集电极,安全阀,过流保护装置,绝缘件和壳体共同组成。壳体,早期钢壳较多,当前以铝壳为主。

单体过流保护装置,每个厂家的设计并不相同,根据对安全性要求的不同,价格要去不同,可以进行定制。一般的安全装置主要有PTC正温度系数电阻和熔断装置两大类。

PTC,当出现过大电流,电阻发热,温度积累更促进PTC阻值的上升,当温度超过一个阈值以后,陡然增大,相当于把故障电芯从总体回路中隔离开来,避免进一步热失控的发生。

熔断装置,原理上就是一个熔丝,遇到过大电流,熔丝熔断,回路被断开。

两种保护装置的区别在于前者可恢复,后者的保护是一次性的,一旦故障发生,系统必须认为更换问题电芯才能正常工作。

圆柱形钢壳锂电池特点

圆柱锂电池电芯,尤其18650,由于其自身结构特点,也由于其型号的标准化,圆柱电芯生产的自动化水平,在3种主要电芯形式中为最高。这就使得高度一致性成为可能,成品率相应得到提高。

圆柱锂电池优点

1)如前面所述,单体一致性较好;

2)单体自身力学性能好,与方形和软包电池相比,封闭的圆柱体,近似尺寸下,可以获得最高的弯曲强度;

3)技术成熟,成本低,但同时,成本优化的空间也已经消耗的差不多;

4)单体能量小,发生事故时,形式易于控制,但这一点也正在成为它被取代的理由(那句流行的话怎么讲,成就你的也将毁灭你,杀不死你的也必将使你强大,物同此理啊)

5)圆柱锂电池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。

圆柱锂电池缺点:

1)在电动汽车这个语境中,电池系统的圆柱单体数量都很大,这就使得电池系统复杂度大增,无论机构还是管理系统,相对于其他两类电池,系统级别的成本圆柱电池偏高;

2)在温度环境不均匀条件下,大量电芯特性异化的概率上升,当然,特斯拉之所以在设计之初选择18650,相信只是个无奈之选,因为10年前,能够大批量生产的合格动力电池,只有圆柱电池。而电池的安全和热管理需求,反而是它强大电控系统的研发动力。

3)能量密度的上升空间已经很小,在既定空间内,只有死磕材料,公认是一条难走的路。

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