Формите за опаковане на литиеви батерии са трикраки, тоест трите най-широко използвани цилиндъра, меки пакети и квадрати. Трите опаковъчни форми имат своите предимства и недостатъци и могат да бъдат избрани според употребата им.

1. Цилиндричен

Цилиндричната литиева батерия е изобретена за първи път от компанията SONY в Япония през 1992 г. Тъй като цилиндричната литиева батерия 18650 има дълга история, степента на навлизане на пазара е висока. Цилиндричната литиева батерия приема зрял процес на навиване, висока степен на автоматизация и качество на продукта Стабилна и относително ниска цена. Има много видове цилиндрични литиеви батерии, като 17490, 14650, 18650, 26650,

21700 и др. Цилиндричните литиеви батерии са популярни сред компаниите за литиеви батерии в Япония и Южна Корея.

Предимствата на цилиндричния тип намотка включват зрял процес на навиване, висока степен на автоматизация, висока производствена ефективност, добра консистенция и относително ниска цена. Недостатъците включват ниско използване на пространството, причинено от цилиндрична форма и разпределение на температурата, причинено от лоша радиална топлопроводимост. Изчакайте. Поради лошата радиална топлопроводимост на цилиндричната батерия, броят на завоите на намотката на батерията не трябва да е твърде голям (броят на завоите на намотката на батерията 18650 обикновено е около 20 завъртания), така че капацитетът на мономера е малък и необходимо е голямо количество батерия за приложение в електрически превозни средства. Мономерите образуват батерии и батерии, което значително увеличава загубата на връзка и сложността на управлението.

Фигура 1. Цилиндрична батерия 18650

Типична компания за цилиндрични опаковки е японската Panasonic. През 2008 г. Panasonic и Tesla си сътрудничиха за първи път и 18650 литиево-кобалт оксидна батерия беше възприета от първия модел Roadster на Tesla. През 2014 г. Panasonic обяви съвместно предприятие с Tesla за изграждане на Gigafactory, фабрика за супер батерии, и връзката между двамата отиде по-далеч. Panasonic вярва, че електрическите превозни средства трябва да използват батерии 18650, така че дори ако една батерия се повреди, това няма да повлияе на работата на цялата система, както е показано на фигура 2.

снимка

Фигура 2. Защо да изберете 18650 цилиндрична батерия

В Китай има и големи предприятия, произвеждащи цилиндрични литиеви батерии. Например, BAK Battery, Jiangsu Zhihang, Tianjin Lishen, Shanghai Delangeng и други предприятия са на водеща позиция на цилиндрични литиеви батерии в Китай. Желязно-литиевите батерии и автобусите за бързо зареждане Yinlong използват литиево-титанатни батерии, и двете под формата на цилиндрична опаковка.

Таблица 1: Статистически данни за инсталирания капацитет на 10-те водещи компании за цилиндрични батерии и съответните им модели по отношение на единична енергийна плътност през 2017 г.

снимка

2. Мека чанта

Основните материали, използвани в меките литиеви батерии – материали с положителни електроди, материали с отрицателни електроди и сепаратори – не се различават много от традиционните литиеви батерии със стоманена и алуминиева обвивка. Най-голямата разлика е в гъвкавия опаковъчен материал (алуминиево-пластмасов композитен филм). Това е най-критичният и технически труден материал в меките литиеви батерии. Гъвкавите опаковъчни материали обикновено са разделени на три слоя, а именно външен бариерен слой (обикновено външен защитен слой, съставен от найлон BOPA или PET), бариерен слой (алуминиево фолио в средния слой) и вътрешен слой (многофункционален високо бариерен слой ).

Фигура 3. Структура на алуминиево пластмасово фолио

Опаковъчният материал и структурата на торбичките им дават редица предимства. 1) Безопасността е добра. Меката батерия е опакована с алуминиево-пластмасово фолио. Когато възникне проблем с безопасността, меката батерия обикновено ще се спука и напука и няма да експлодира. 2) Леко тегло, теглото на меката батерия е с 40% по-леко от това на литиевата батерия със стоманена обвивка със същия капацитет и с 20% по-леко от това на литиевата батерия от алуминий. 3) Малко вътрешно съпротивление, вътрешното съпротивление на меката батерия е по-малко от това на литиевата батерия, което може значително да намали собствената консумация на батерията. 4) Производителността на цикъла е добра, животът на цикъла на меката батерия е по-дълъг, а разпадането след 100 цикъла е с 4% до 7% по-малко от това на алуминиевия корпус. 5) Дизайнът е гъвкав, формата може да бъде променена до всякаква форма, може да бъде по-тънка и нови модели клетки могат да бъдат разработени според нуждите на клиента. Недостатъците на меките батерии са лоша консистенция, висока цена, лесно изтичане и висок технически праг.

снимка

Фигура 4. Състав на мека батерия

Производителите на батерии от световна класа като южнокорейската LG и японската ASEC имат масово произвеждани меки батерии, които се използват в електрически модели и хибридни модели на големи автомобилни компании като Nissan, Chevrolet и Ford, включително трите най-големи в света модела за производство и продажби. Лист и Волт. Батерийният гигант на моята страна Wanxiang и закъснелите Funeng Technology, Yiwei Lithium Energy, Polyfluoride и Gateway Power също започнаха масово производство на меки батерии за доставка на големи автомобилни компании като BAIC и SAIC.

3. Квадратна батерия

Популярността на квадратните батерии е много висока в Китай. С нарастването на автомобилните батерии през последните години, противоречието между обхвата на превозното средство и капацитета на батерията става все по-забележимо. Домашните производители на батерии използват предимно квадратни батерии с алуминиева обвивка с висока енергийна плътност на батерията. , Тъй като структурата на квадратната батерия е сравнително проста, за разлика от цилиндричната батерия, която използва високоякостна неръждаема стомана като корпус и аксесоари с взривобезопасни предпазни клапани, цялостните аксесоари са с лека тежест и относително висока енергийна плътност. Квадратният корпус на батерията е предимно изработен от алуминиева сплав, неръждаема стомана и други материали, а вътрешната употреба на процес на навиване или ламиниране, защитата на батерията е по-добра от тази на батерията от алуминиево-пластмасово фолио (т.е. батерия с мека опаковка), и безопасността на батерията е относително цилиндрична. Типовите батерии също са значително подобрени.

Фигура 5. Квадратна клетъчна структура

Въпреки това, тъй като квадратната литиева батерия може да бъде персонализирана според размера на продукта, на пазара има хиляди модели и тъй като има твърде много модели, процесът е труден за унифициране. Няма проблем с използването на квадратни батерии в обикновените електронни продукти, но за продукти за промишлено оборудване, които изискват множество серии и паралел, най-добре е да използвате стандартизирани цилиндрични литиеви батерии, така че производственият процес да е гарантиран и да е по-лесно да се намерят заместители в бъдеще. Батерия.

Местни и чуждестранни компании, които използват квадрат като процес на опаковане, включват главно Samsung SDI (формата на опаковане е предимно квадратна, а материалът за положителния електрод използва трикомпонентни NCM и NCA материали. Той активно следи производството на 21700 батерии), BYD (мощност батериите са предимно квадратни алуминиеви корпуси), катодният материал е главно литиево-железен фосфат, а също така провежда научноизследователска и развойна дейност и технически резерви на тройни батерии), CATL (продуктите са предимно квадратни алуминиеви батерии, а катодният материал включва литиево-железен фосфат и тройни. Литиев железен фосфат Технически маршрут Използван главно в съхранение на енергия и автобуси, CATL започна изцяло да се обръща към тройни материали през 2015 г., предоставяйки тройни батерии за леки автомобили на BMW, Geely и други компании), Guoxuan Hi-Tech (главно под формата на квадратна опаковка, а материалът за положителния електрод включва литиев железен фосфат и трикомпонентни материали), ТиендзинЛишен и др.

Като цяло, трите вида опаковки на цилиндрични, квадратни и меки опаковки имат своите предимства и недостатъци и всяка батерия има свое собствено доминиращо поле. Най-добрият метод за опаковане може да се определи според характеристиките на материала на батерията, областите на приложение на продукта, характеристиките на продукта и т.н., комбинирани с характеристиките на опаковъчната форма. Въпреки това, всеки опаковъчен тип батерия има свои собствени технологични трудности. Добрият дизайн на батерията включва сложни проблеми в много области като електрохимия, топлина, електричество и механика, което поставя високи изисквания към дизайнерите на батерии. Хората с литиева батерия все още трябва да продължат усилията си!