A lítium akkumulátor csomagolóformák háromlábúak, vagyis a három legszélesebb körben használt henger, puha csomag és négyzet. A három csomagolási formának megvannak a maga előnyei és hátrányai, felhasználásuk szerint választható.

1. Hengeres

A hengeres lítium akkumulátort először a SONY cég találta fel Japánban 1992-ben. Mivel az 18650 hengeres lítium akkumulátor hosszú múltra tekint vissza, a piaci penetráció magas. A hengeres lítium akkumulátor érett tekercselési folyamatot, magas fokú automatizálást és termékminőséget alkalmaz, stabil és viszonylag alacsony költséggel. Sokféle hengeres lítium akkumulátor létezik, például 17490, 14650, 18650, 26650,

21700 stb. A hengeres lítium akkumulátorok népszerűek a lítium akkumulátorokat gyártó vállalatok körében Japánban és Dél-Koreában.

A hengeres tekercselés előnyei közé tartozik az érett tekercselési folyamat, a magas fokú automatizálás, a nagy gyártási hatékonyság, a jó konzisztencia és a viszonylag alacsony költség. A hátrányok közé tartozik a hengeres alak miatti alacsony helykihasználás és a rossz sugárirányú hővezető képesség okozta hőmérséklet-eloszlás. Várjon. A hengeres akkumulátor rossz radiális hővezető képessége miatt az akkumulátor tekercselési fordulatszáma nem lehet túl sok (az 18650-es akkumulátor tekercsfordulatainak száma általában körülbelül 20 fordulat), így a monomer kapacitása kicsi, ill. nagy mennyiségű akkumulátor szükséges az elektromos járművekben történő alkalmazáshoz. A monomerek akkumulátormodulokat és akkumulátorcsomagokat alkotnak, ami nagymértékben növeli a kapcsolat elvesztését és a kezelés bonyolultságát.

1. ábra 18650 hengeres akkumulátor

A hengeres csomagolás tipikus cége a japán Panasonic. 2008-ban a Panasonic és a Tesla először működött együtt, és az 18650-es lítium-kobalt-oxid akkumulátort a Tesla első modellje, a Roadster vette át. 2014-ben a Panasonic bejelentette, hogy a Teslával közös vállalkozást indít a Gigafactory szuper akkumulátorgyár felépítésére, és a kapcsolatuk tovább ment. A Panasonic úgy véli, hogy az elektromos járműveknek 18650-es akkumulátort kell használniuk, így még ha egy akkumulátor is meghibásodik, az ne befolyásolja a teljes rendszer működését, ahogy az a 2. ábrán látható.

kép

2. ábra Miért válassza az 18650 hengeres akkumulátort?

Kínában is vannak nagyvállalatok, amelyek hengeres lítium akkumulátorokat gyártanak. Például a BAK Battery, a Jiangsu Zhihang, a Tianjin Lishen, a Shanghai Delangeng és más vállalkozások vezető szerepet töltenek be a hengeres lítium akkumulátorok terén Kínában. A vas-lítium akkumulátorok és a Yinlong gyorstöltő buszok lítium-titanát akkumulátorokat használnak, mindkettő hengeres csomagolásban.

1. táblázat: Statisztikák a 10 legnagyobb hengeres akkumulátorgyártó vállalat beépített kapacitásáról és a hozzájuk tartozó modellekről az egyszeri energiasűrűség alapján 2017-ben

kép

2. Puha táska

A soft-pack lítium akkumulátorokhoz használt kulcsfontosságú anyagok – a pozitív elektródák, a negatív elektródák és az elválasztók – nem sokban különböznek a hagyományos acélhéjú és alumíniumhéjú lítium akkumulátoroktól. A legnagyobb különbséget a rugalmas csomagolóanyag (alumínium-műanyag kompozit film) jelenti. Ez a legkritikusabb és műszakilag legnehezebb anyag a puha lítium akkumulátorokban. A rugalmas csomagolóanyagokat általában három rétegre osztják, nevezetesen egy külső védőrétegre (általában egy nejlon BOPA-ból vagy PET-ből álló külső védőréteg), egy zárórétegre (alumínium fólia a középső rétegben) és egy belső rétegre (multifunkcionális magas záróréteg). ).

3. ábra Alumínium műanyag fólia szerkezete

A tasakcellák csomagolóanyaga és szerkezete számos előnnyel jár. 1) A biztonsági teljesítmény jó. A soft-pack akkumulátor szerkezetében alumínium-műanyag fólia van csomagolva. Ha biztonsági probléma lép fel, a puha akkumulátor általában felrobban és megreped, és nem fog felrobbanni. 2) Könnyű súly, a puha akkumulátorú akkumulátor súlya 40%-kal könnyebb, mint az azonos kapacitású acélhéjú lítium akkumulátoré, és 20%-kal könnyebb, mint az alumíniumhéjú lítium akkumulátoré. 3) Kis belső ellenállás, a puha akkumulátor belső ellenállása kisebb, mint a lítium akkumulátoré, ami nagymértékben csökkentheti az akkumulátor önfogyasztását. 4) A ciklusteljesítmény jó, a puha akkumulátorú akkumulátor élettartama hosszabb, és a 100 ciklus utáni bomlás 4-7%-kal kisebb, mint az alumínium házé. 5) A kialakítás rugalmas, a forma tetszőleges formára változtatható, vékonyabb is lehet, és az ügyfelek igényei szerint új cellamodellek fejleszthetők. A soft pack akkumulátorok hátrányai a gyenge konzisztencia, a magas költségek, a könnyű szivárgás és a magas műszaki küszöb.

kép

4. ábra: A lágycsomag akkumulátor összetétele

Az olyan világszínvonalú akkumulátorgyártók, mint a dél-koreai LG és a japán ASEC sorozatgyártású soft-pack akkumulátorokkal rendelkeznek, amelyeket olyan nagy autógyártó cégek elektromos modelljeiben és plug-in hibrid modelljeiben használnak, mint a Nissan, a Chevrolet és a Ford. a világ három legnagyobb gyártási és értékesítési modellje. Levél és Volt. hazám akkumulátor-óriása, a Wanxiang és a későn érkező Funeng Technology, a Yiwei Lithium Energy, a Polyfluoride és a Gateway Power szintén megkezdte a lágy akkumulátorok tömeges gyártását a nagy autógyártó cégek, például a BAIC és a SAIC ellátására.

3. Négyzet alakú elem

A négyzet alakú akkumulátorok népszerűsége nagyon magas Kínában. Az elmúlt években az autóakkumulátorok térnyerésével egyre szembetűnőbbé vált az ellentmondás a járművek hatótávolsága és az akkumulátor kapacitása között. A hazai akkumulátorgyártók többnyire alumíniumhéjú négyzet alakú akkumulátorokat használnak, amelyek nagy energiasűrűséggel rendelkeznek. , Mivel a négyzet alakú akkumulátor szerkezete viszonylag egyszerű, ellentétben a hengeres akkumulátorral, amely nagy szilárdságú rozsdamentes acélt használ héjként és a tartozékokat robbanásbiztos biztonsági szelepekkel, az összes tartozék könnyű súlyú és viszonylag nagy energiasűrűségű. A négyzet alakú akkumulátorház többnyire alumíniumötvözetből, rozsdamentes acélból és egyéb anyagokból készül, és a tekercselési vagy laminálási folyamat belső felhasználása, az akkumulátor védelme jobb, mint az alumínium-műanyag fólia akkumulátoré (azaz soft-pack akkumulátoré), és az akkumulátor biztonsága viszonylag hengeres. A típusú akkumulátorok is sokat fejlődtek.

5. ábra Négyzet alakú cellaszerkezet

Mivel azonban a négyzet alakú lítium akkumulátor testreszabható a termék méretének megfelelően, több ezer modell van a piacon, és mivel túl sok a modell, a folyamatot nehéz egységesíteni. A hagyományos elektronikai termékekben nem okoz gondot a négyzet alakú elemek használata, de az ipari berendezésekhez, amelyek több sorozatot és párhuzamosságot igényelnek, a legjobb szabványos hengeres lítium akkumulátorok használata, így a gyártási folyamat garantált, és könnyebben találhat cseréket. a jövőben. Akkumulátor.

A négyzet alakú csomagolási eljárást alkalmazó hazai és külföldi cégek főként a Samsung SDI (a csomagolási forma főként négyzet alakú, a pozitív elektróda anyaga háromkomponensű NCM és NCA anyagokat használ. Aktívan nyomon követi a 21700 akkumulátor gyártását), a BYD (power) az akkumulátorok főként négyzet alakú alumíniumhéjak), a katód anyaga főként lítium-vas-foszfát, és kutatást és fejlesztést, valamint háromkomponensű akkumulátorok műszaki tartalékait is végezte, a CATL (a termékek főként négyzet alakú alumíniumhéjú akkumulátorok, a katód anyaga pedig lítium-vas-foszfát és háromkomponensű Lítium-vas-foszfát műszaki út Főleg energiatárolókban és buszokban használt CATL 2015-ben kezdett teljes mértékben a háromkomponensű anyagok felé fordulni, háromkomponensű akkumulátorcsomagokat biztosítva BMW, Geely és más cégek személygépkocsiihoz), Guoxuan Hi-Tech (főleg négyzet alakú csomagolás formájában, és a pozitív elektród anyaga lítium-vas-foszfátot és háromkomponensű anyagokat tartalmaz), TianjinLishen stb.

Általánosságban elmondható, hogy a hengeres, négyzet alakú és puha csomagok három csomagolási típusának megvannak a maga előnyei és hátrányai, és mindegyik akkumulátornak megvan a maga domináns területe. A legjobb csomagolási mód az akkumulátor anyagjellemzői, a termék alkalmazási területei, a termékjellemzők stb. és a csomagolási forma jellemzői alapján határozható meg. Az akkumulátorok mindegyik csomagolási típusának azonban megvannak a maga technológiai nehézségei. A jó akkumulátor-tervezés számos területen, például elektrokémia, hőenergia, elektromosság és mechanika területén összetett problémákat vet fel, ami magas követelményeket támaszt az akkumulátortervezőkkel szemben. A lítium akkumulátoros embereknek továbbra is erőfeszítéseket kell tenniük!