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圆柱、方形和软包锂电池,未来由谁主导

时间:2019-03-02 编辑:池龙新能源 游览:2213次

目前,主流锂电池包装主要有三种类型:圆柱形,方形和软包装。不同包装结构意味着不同的特征它们各有利弊。让我们一起讨论这三个电池的特性!


圆柱形锂电池分为锂铁磷酸盐、锂钴氧化物、锂锰氧化物、钴锰混合物、三元材料和不同体系。外壳分为钢壳和聚合物。不同的材料体系有不同的优点。目前主要采用钢壳圆柱形锂铁磷酸盐电池。这些电池具有容量大、输出电压高、充放电循环性能好、输出电压稳定、放电电流大、电化学性能稳定、操作安全、工作温度范围宽、环保等特点。广泛用于太阳能灯、草坪灯和灯笼。


典型的圆柱形电池结构包括:正极盖、安全阀、ptc元件、电流切割机构、垫圈、正极、负极、隔离膜、外壳。

最早的圆柱形锂电池是1992年由日本索尼公司发明的18650锂电池。由于18650圆柱形锂电池历史悠久,市场渗透率很高,而且圆柱形锂电池采用了比较成熟的缠绕工艺。自动化程度高,产品质量稳定,成本相对较低。圆柱形锂电池的种类很多,如14650、17490、18650、21700、26650等。圆柱形锂电池在日本和韩国的锂电池企业中非常流行,在我国也有相当数量的圆柱形锂电池生产企业。


方形锂电池通常指铝或钢壳方形电池。方形电池在中国很受欢迎。近年来,随着汽车动力电池的兴起,汽车寿命与电池容量之间的矛盾越来越突出。国内动力电池厂家大多采用高能量密度方形铝电池,因为方形电池结构简单,与圆柱电池不同,采用高强度不锈钢作为外壳和防爆安全阀等附件。因此,整个附件的重量应该是轻的,相对能量密度更高。正方形电池采用两种不同的工艺:卷绕法和混炼法。


对比分析:

电池形状:方形锂电池可以是任何尺寸,因此无法与圆柱形电池相媲美。

速率特性:由于圆柱形锂电池焊接多极耳的工艺限制,速率特性比方形多极耳方案略差。

放电平台:使用相同的正极材料、负极材料、电解质,因此理论上放电平台是相同的,但方形电池的内阻略占优势,因此放电平台略高。

产品质量:圆柱形锂电池工艺非常成熟,公开二次切割缺陷的概率较低,缠绕工艺比叠层工艺更加成熟和自动化,而叠层工艺目前仍采用半人工方法。因此,会对电池的质量产生负面影响。

极性:圆柱形锂电池比方形锂电池更容易焊接,方形电池容易产生影响电池质量的虚拟焊接。

PACK分组:圆形电池使用相对简单,因此PACK方案简单,散热效果好,方形电池PACK应解决散热问题。

结构特点:方形电池边角化学活性差,长期使用性能明显下降。


鉴于软包装电池的优点,业界专家预计,随着电池路线的发展,软包装电池在新能源汽车市场的渗透率将继续上升,而且未来软包装电池在各类电池中的比例预计会超过50。


一般来说,圆柱型、方形和软包装三种电池各有优缺点,每种电池都有各自的优势领域,如方形电池在磷酸铁锂中较多,软包装电池中较多的是三元电池。随着新能源汽车补贴政策的出台,电池系统的能量密度已成为一项重要的评价指标。