リチウム電池のパッケージフォームはXNUMX本足です。つまり、最も広く使用されているXNUMXつのシリンダー、ソフトパック、および正方形です。 XNUMXつの包装形態にはそれぞれ長所と短所があり、用途に応じて選択できます。

1.円筒形

円筒形リチウム電池は、1992年に日本のソニー社によって最初に発明されました。18650円筒形リチウム電池は長い歴史があるため、市場への浸透率は高いです。 円筒形リチウム電池は、成熟した巻線プロセス、高度な自動化、および製品品質を採用しています。安定しており、比較的低コストです。 円筒形リチウム電池には、17490、14650、18650、26650、

21700など。円筒形リチウム電池は、日本と韓国のリチウム電池会社の間で人気があります。

円筒巻線タイプの利点には、成熟した巻線プロセス、高度な自動化、高い生産効率、優れた一貫性、および比較的低コストが含まれます。 不利な点は、円筒形によって引き起こされる低いスペース使用率と、不十分な半径方向の熱伝導率によって引き起こされる温度分布を含みます。 待って。 円筒形電池の半径方向の熱伝導率が低いため、電池の巻数は多すぎないようにする必要があります（18650電池の巻数は通常約20巻です）。したがって、モノマー容量は小さく、電気自動車への応用には大量のバッテリーが必要です。 モノマーはバッテリーモジュールとバッテリーパックを形成し、接続損失と管理の複雑さを大幅に増大させます。

図1円筒形バッテリー

円筒形包装の代表的な会社は日本のパナソニックです。 2008年、パナソニックとテスラが初めて協力し、18650コバルト酸リチウム電池がテスラの最初のモデルであるロードスターに採用されました。 2014年、パナソニックはテスラとの合弁会社であるスーパーバッテリー工場ギガファクトリーを建設すると発表し、両者の関係はさらに深まりました。 パナソニックは、図18650に示すように、電気自動車は2バッテリーを使用する必要があると考えています。これにより、XNUMXつのバッテリーが故障しても、システム全体の動作に影響を与えることはありません。

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図2円筒形バッテリーを選択する理由

中国には円筒形リチウム電池を製造している大企業もあります。 たとえば、BAKバッテリー、江蘇Zhihang、Tianjin Lishen、上海Delangengおよび他の企業は、中国で円筒形リチウムバッテリーの主導的地位にあります。 鉄リチウム電池とYinlong急速充電バスは、どちらも円筒形のパッケージの形でチタン酸リチウム電池を使用しています。

表1：10年の単一エネルギー密度に関する上位2017社の円筒形電池会社とそれに対応するモデルの設備容量に関する統計

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2.ソフトバッグ

ソフトパックリチウム電池に使用される主要な材料である正極材料、負極材料、およびセパレーターは、従来のスチールシェルおよびアルミニウムシェルリチウム電池と大差ありません。 最大の違いは、柔軟な包装材料（アルミニウム-プラスチック複合フィルム）です。 これは、ソフトパックリチウム電池で最も重要で技術的に難しい材料です。 柔軟な包装材料は通常、外側のバリア層（通常はナイロンBOPAまたはPETで構成される外側の保護層）、バリア層（中間層のアルミホイル）、および内側の層（多機能高バリア層）のXNUMXつの層に分けられます。 ）。

図3.アルミニウムプラスチックフィルムの構造

包装材料とポーチセルの構造は、それらにさまざまな利点をもたらします。 1）安全性能は良好です。 ソフトパックバッテリーは、構造がアルミニウムプラスチックフィルムでパッケージ化されています。 安全上の問題が発生すると、ソフトパックのバッテリーは一般に破裂して割れ、爆発しません。 2）軽量、ソフトパック電池は同容量のスチールシェルリチウム電池より40％軽量、アルミシェルリチウム電池より20％軽量です。 3）内部抵抗が小さく、ソフトパック電池の内部抵抗はリチウム電池よりも小さいため、電池の自己消費を大幅に減らすことができます。 4）サイクル性能は良好で、ソフトパックバッテリーのサイクル寿命は長く、100サイクル後の減衰はアルミケースより4％から7％少なくなっています。 5）設計は柔軟で、形状は任意の形状に変更でき、薄くすることができ、顧客のニーズに応じて新しいセルモデルを開発できます。 ソフトパックバッテリーの欠点は、一貫性が低く、コストが高く、漏れが容易で、技術的なしきい値が高いことです。

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図4.ソフトパックのバッテリー構成

韓国のLGや日本のASECなどの世界クラスのバッテリーメーカーは、日産、シボレー、フォードなどの大手自動車会社の電気モデルやプラグインハイブリッドモデルで使用されるソフトパックパワーバッテリーを大量生産しています。世界のXNUMX大生産および販売モデル。 葉とボルト。 私の国のバッテリー大手の万向と後発のFunengTechnology、Yiwei Lithium Energy、Polyfluoride、Gateway Powerも、BAICやSAICなどの大手自動車会社に供給するソフトパックバッテリーの大量生産を開始しました。

3.スクエアバッテリー

四角い電池の人気は中国で非常に高いです。 近年の自動車用パワーバッテリーの台頭に伴い、車両の航続距離とバッテリー容量の矛盾がますます顕著になっています。 国内のパワーバッテリーメーカーは、主にバッテリーエネルギー密度の高いアルミシェルスクエアバッテリーを使用しています。 、シェルに高強度ステンレス鋼を使用した円筒形電池や防爆安全弁付き付属品とは異なり、角型電池の構造は比較的単純であるため、付属品全体が軽量でエネルギー密度が比較的高くなっています。 四角い電池ケースは、ほとんどがアルミ合金やステンレスなどの素材でできており、内部で巻き取りやラミネーション加工を施しているため、アルミプラスチックフィルム電池（ソフトパック電池）よりも保護性に優れています。バッテリーの安全性は比較的円筒形です。 タイプバッテリーも大幅に改良されました。

図5.正方形のセル構造

しかし、角型リチウム電池は製品のサイズに合わせてカスタマイズできるため、市場には数千のモデルがあり、モデルが多すぎるため、プロセスを統合することは困難です。 通常の電子製品で角型電池を使用しても問題ありませんが、複数の直列および並列を必要とする産業機器製品では、製造プロセスが保証され、代替品を見つけやすくするために、標準化された円筒形リチウム電池を使用するのが最適です。将来。 バッテリー。

パッケージングプロセスとして正方形を使用する国内外の企業には、主にSamsung SDI（パッケージングフォームは主に正方形であり、正極材料は21700成分のNCMおよびNCA材料を使用します。2015個の電池の生産を積極的にフォローアップしています）、BYD（電力電池は主に角型アルミニウムシェル）、陰極材料は主にリン酸鉄リチウムであり、三元電池の研究開発と技術的予備力も行っています）、CATL（製品は主に角型アルミニウムシェル電池であり、電極材料にはリン酸鉄リチウムと三元。リン酸鉄リチウムの技術ルート主にエネルギー貯蔵とバスで使用され、CATLはXNUMX年に完全に三元材料に目を向け始め、BMW、Geely、その他の企業の乗用車に三元バッテリーパックを提供します）、Guoxuan Hi-Tech （主に正方形のパッケージの形で、正極材料にはリン酸鉄リチウムと三元材料が含まれます）、TianjinLishenなど

一般に、円筒形、正方形、およびソフトパックのXNUMXつのパッケージタイプには、それぞれ長所と短所があり、各バッテリーには独自の支配的な分野があります。 電池の材質特性、製品用途分野、製品特性等と包装形態の特性を組み合わせることで、最適な包装方法を決定することができます。 ただし、各パッケージタイプのバッテリーには独自の技術的問題があります。 優れたバッテリー設計には、電気化学、熱、電気、力学などの多くの分野で複雑な問題が伴い、バッテリー設計者には高い要件が課せられます。 リチウム電池の人々はまだ努力を続ける必要があります！