Litium battery verpakking vorms is drie-been, dit wil sê, die drie mees gebruikte silinders, sagte pakke en blokkies. Die drie verpakkingsvorms het hul eie voordele en nadele, en kan volgens hul gebruik gekies word.

1. Silindries

Silindriese litiumbattery is die eerste keer uitgevind deur SONY maatskappy in Japan in 1992. Omdat 18650 silindriese litiumbattery ‘n lang geskiedenis het, is die markpenetrasiekoers hoog. Silindriese litiumbattery neem volwasse kronkelproses aan, hoë mate van outomatisering en produkkwaliteit Stabiel en relatief lae koste. Daar is baie tipes silindriese litiumbatterye, soos 17490, 14650, 18650, 26650,

21700 ens. Silindriese litiumbatterye is gewild onder litiumbatterymaatskappye in Japan en Suid-Korea.

Die voordele van silindriese wikkeltipe sluit in volwasse wikkelproses, hoë mate van outomatisering, hoë produksiedoeltreffendheid, goeie konsekwentheid en relatief lae koste. Die nadele sluit in lae spasiebenutting wat veroorsaak word deur silindriese vorm en temperatuurverspreiding wat veroorsaak word deur swak radiale termiese geleidingsvermoë. Wag. As gevolg van die swak radiale termiese geleidingsvermoë van die silindriese battery, moet die aantal windings van die battery nie te veel wees nie (die aantal windings van die 18650 battery is oor die algemeen ongeveer 20 draaie), dus is die monomeerkapasiteit klein, en ‘n groot hoeveelheid battery word benodig vir toepassing in elektriese voertuie. Monomere vorm batterymodules en batterypakke, wat verbindingsverlies en bestuurskompleksiteit aansienlik verhoog.

Figuur 1. 18650 silindriese battery

‘n Tipiese maatskappy vir silindriese verpakking is Japan se Panasonic. In 2008 het Panasonic en Tesla vir die eerste keer saamgewerk, en die 18650 litiumkobaltoksiedbattery is deur Tesla se eerste model Roadster aangeneem. In 2014 het Panasonic ‘n gesamentlike onderneming met Tesla aangekondig om Gigafactory, ‘n superbatteryfabriek, te bou, en die verhouding tussen die twee het verder gegaan. Panasonic glo dat elektriese voertuie 18650-batterye moet gebruik, sodat selfs as een battery faal, dit nie die werking van die hele stelsel sal beïnvloed nie, soos in Figuur 2 getoon.

prentjie

Figuur 2. Hoekom kies 18650 silindriese battery

Daar is ook grootskaalse ondernemings wat silindriese litiumbatterye in China vervaardig. Byvoorbeeld, BAK Battery, Jiangsu Zhihang, Tianjin Lishen, Shanghai Delangeng en ander ondernemings is in die leidende posisie van silindriese litiumbatterye in China. Yster-litiumbatterye en Yinlong-snellaaiende busse gebruik litiumtitanaatbatterye, beide in die vorm van silindriese verpakking.

Tabel 1: Statistieke oor die geïnstalleerde kapasiteit van die top 10 silindriese batterymaatskappye en hul ooreenstemmende modelle in terme van enkelenergiedigtheid in 2017

prentjie

2. Sagte sak

Die sleutelmateriale wat in sagtepaklitiumbatterye gebruik word – positiewe elektrodemateriale, negatiewe elektrodemateriale en skeiers – verskil nie veel van tradisionele staaldop- en aluminiumdop-litiumbatterye nie. Die grootste verskil is die buigsame verpakkingsmateriaal (aluminium-plastiek saamgestelde film). Dit is die mees kritieke en tegnies moeilikste materiaal in sagte-pak litiumbatterye. Buigsame verpakkingsmateriaal word gewoonlik in drie lae verdeel, naamlik ‘n buitenste versperringslaag (gewoonlik ‘n buitenste beskermende laag wat uit nylon BOPA of PET bestaan), ‘n versperringslaag (aluminiumfoelie in die middelste laag) en ‘n binnelaag (multifunksionele hoë versperringslaag). ).

Figuur 3. Aluminium plastiek film struktuur

Die verpakkingsmateriaal en struktuur van sakkieselle gee hulle ‘n reeks voordele. 1) Die veiligheidsprestasie is goed. Die sagte-pak battery is verpak met aluminium-plastiek film in struktuur. Wanneer ‘n veiligheidsprobleem voorkom, sal die sagtepakbattery oor die algemeen bars en kraak, en sal dit nie ontplof nie. 2) Ligte gewig, die gewig van die sagte pakbattery is 40% ligter as dié van die staaldop-litiumbattery met dieselfde kapasiteit, en 20% ligter as dié van die aluminiumdop-litiumbattery. 3) Klein interne weerstand, die interne weerstand van die sagte pakbattery is kleiner as dié van die litiumbattery, wat die selfverbruik van die battery aansienlik kan verminder. 4) Die siklusprestasie is goed, die sikluslewe van die sagtepakbattery is langer, en die verval na 100 siklusse is 4% tot 7% ​​minder as dié van die aluminiumkas. 5) Die ontwerp is buigsaam, die vorm kan na enige vorm verander word, dit kan dunner wees, en nuwe selmodelle kan volgens klantbehoeftes ontwikkel word. Die nadele van sagtepakbatterye is swak konsekwentheid, hoë koste, maklike lekkasie en hoë tegniese drempel.

prentjie

Figuur 4. Sagte pak battery samestelling

Wêreldklas-batteryvervaardigers soos Suid-Korea se LG en Japanse ASEC het massavervaardigde sagtepakkragbatterye, wat in elektriese modelle en inprophibriedmodelle van groot motormaatskappye soos Nissan, Chevrolet en Ford gebruik word, insluitend die wêreld se drie grootste produksie- en verkoopsmodelle. Blaar en Volt. my land se batteryreus Wanxiang en die laatkommers Funeng Technology, Yiwei Lithium Energy, Polyfluoride en Gateway Power het ook begin met massaproduksie van sagtepakbatterye om aan groot motormaatskappye soos BAIC en SAIC te voorsien.

3. Vierkantige battery

Die gewildheid van vierkantige batterye is baie hoog in China. Met die opkoms van motorbatterye in onlangse jare, het die teenstrydigheid tussen voertuie se ryafstand en batterykapasiteit toenemend prominent geword. Vervaardigers van huishoudelike kragbatterye gebruik meestal vierkantige batterye van aluminiumdop met hoë battery-energiedigtheid. , Omdat die struktuur van die vierkantige battery relatief eenvoudig is, anders as die silindriese battery, wat hoësterkte vlekvrye staal as die dop en bykomstighede met ontploffingsvaste veiligheidskleppe gebruik, is die algehele bykomstighede lig in gewig en relatief hoog in energiedigtheid. Die vierkantige batterykas is meestal gemaak van aluminiumlegering, vlekvrye staal en ander materiale, en die interne gebruik van wikkel- of lamineringsproses, die beskerming van die battery is beter as dié van aluminium-plastiekfilmbattery (dws sagtepakbattery), en die veiligheid van die battery is relatief silindries. Tipe batterye is ook baie verbeter.

Figuur 5. Vierkantige selstruktuur

Aangesien die vierkantige litiumbattery egter volgens die grootte van die produk aangepas kan word, is daar duisende modelle op die mark, en omdat daar te veel modelle is, is die proses moeilik om te verenig. Daar is geen probleem om vierkante batterye in gewone elektroniese produkte te gebruik nie, maar vir industriële toerustingprodukte wat veelvuldige reekse en parallel benodig, is dit die beste om gestandaardiseerde silindriese litiumbatterye te gebruik, sodat die produksieproses gewaarborg word, en dit makliker is om plaasvervangers te vind. in die toekoms. Battery.

Binnelandse en buitelandse maatskappye wat vierkant as die verpakkingsproses gebruik, sluit hoofsaaklik Samsung SDI in (die verpakkingsvorm is hoofsaaklik vierkantig, en die positiewe elektrodemateriaal gebruik ternêre NCM- en NCA-materiaal. Dit volg die produksie van 21700 batterye aktief op), BYD (krag) batterye is hoofsaaklik vierkantige aluminium doppe), die katode materiaal is hoofsaaklik litium yster fosfaat, en dit is ook besig met navorsing en ontwikkeling en tegniese reserwes van ternêre batterye), CATL (die produkte is hoofsaaklik vierkantige aluminium dop batterye, en die katode materiaal sluit in litium yster fosfaat en ternêre. Litium yster fosfaat tegniese roete Word hoofsaaklik gebruik in energieberging en busse, CATL het in 2015 ten volle na drieledige materiale begin wend, deur ternêre batterypakke vir passasiersmotors van BMW, Geely en ander maatskappye te verskaf), Guoxuan Hi-Tech (hoofsaaklik in die vorm van vierkantige verpakking, en die positiewe elektrodemateriaal sluit litium-ysterfosfaat en drieledige materiale in), TianjinLisen, ens.

Oor die algemeen het die drie verpakkingstipes silindriese, vierkantige en sagte pakke hul eie voordele en nadele, en elke battery het sy eie dominante veld. Die beste verpakkingsmetode kan bepaal word volgens die materiaalkenmerke van die battery, produkaanwendingsvelde, produkeienskappe, ens. gekombineer met die eienskappe van die verpakkingsvorm. Elke verpakkingstipe battery het egter sy eie tegnologiese probleme. Goeie batteryontwerp behels komplekse probleme in baie velde soos elektrochemie, hitte, elektrisiteit en meganika, wat hoë vereistes aan batteryontwerpers stel. Litiumbatterymense moet nog steeds moeite doen!