Borang pembungkusan bateri litium adalah berkaki tiga, iaitu tiga silinder, pek lembut dan petak yang paling banyak digunakan. Ketiga-tiga bentuk pembungkusan tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan tersendiri, dan boleh dipilih mengikut penggunaannya.

1. Silinder

Bateri litium silinder pertama kali dicipta oleh syarikat SONY di Jepun pada tahun 1992. Oleh kerana bateri litium silinder 18650 mempunyai sejarah yang panjang, kadar penembusan pasaran adalah tinggi. Bateri litium silinder mengamalkan proses penggulungan matang, tahap automasi yang tinggi, dan kualiti produk Kos yang stabil dan agak rendah. Terdapat banyak jenis bateri litium silinder, seperti 17490, 14650, 18650, 26650,

21700 dsb. Bateri litium silinder popular di kalangan syarikat bateri litium di Jepun dan Korea Selatan.

Kelebihan jenis belitan silinder termasuk proses belitan matang, tahap automasi yang tinggi, kecekapan pengeluaran yang tinggi, konsistensi yang baik, dan kos yang agak rendah. Kelemahan termasuk penggunaan ruang yang rendah disebabkan oleh bentuk silinder dan taburan suhu yang disebabkan oleh kekonduksian terma jejarian yang lemah. tunggu. Oleh kerana kekonduksian haba jejarian bateri silinder yang lemah, bilangan lilitan lilitan bateri tidak boleh terlalu banyak (bilangan lilitan lilitan bateri 18650 biasanya kira-kira 20 lilitan), jadi kapasiti monomer adalah kecil, dan sejumlah besar bateri diperlukan untuk aplikasi dalam kenderaan elektrik. Monomer membentuk modul bateri dan pek bateri, yang sangat meningkatkan kehilangan sambungan dan kerumitan pengurusan.

Rajah 1. Bateri silinder 18650

Syarikat biasa untuk pembungkusan silinder ialah Panasonic Jepun. Pada tahun 2008, Panasonic dan Tesla bekerjasama buat kali pertama, dan bateri lithium kobalt oksida 18650 telah diterima pakai oleh model pertama Tesla Roadster. Pada 2014, Panasonic mengumumkan usaha sama dengan Tesla untuk membina Gigafactory, sebuah kilang bateri super, dan hubungan antara kedua-duanya pergi lebih jauh. Panasonic percaya bahawa kenderaan elektrik harus menggunakan bateri 18650, supaya walaupun satu bateri gagal, ia tidak akan menjejaskan operasi keseluruhan sistem, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

gambar

Rajah 2. Mengapa memilih bateri silinder 18650

Terdapat juga perusahaan berskala besar yang mengeluarkan bateri litium silinder di China. Sebagai contoh, Bateri BAK, Jiangsu Zhihang, Tianjin Lishen, Shanghai Delangeng dan perusahaan lain berada di kedudukan utama bateri litium silinder di China. Bateri besi-lithium dan bas pengecas pantas Yinlong menggunakan bateri litium titanat, kedua-duanya dalam bentuk pembungkusan silinder.

Jadual 1: Statistik mengenai kapasiti terpasang 10 syarikat bateri silinder teratas dan model sepadan mereka dari segi ketumpatan tenaga tunggal pada 2017

gambar

2. Beg lembut

Bahan utama yang digunakan dalam bateri litium pek lembut—bahan elektrod positif, bahan elektrod negatif dan pemisah—tidak jauh berbeza daripada bateri litium cengkerang keluli dan cangkang aluminium tradisional. Perbezaan terbesar ialah bahan pembungkusan fleksibel (filem komposit aluminium-plastik). Ia adalah bahan yang paling kritikal dan sukar dari segi teknikal dalam bateri litium pek lembut. Bahan pembungkusan fleksibel biasanya dibahagikan kepada tiga lapisan, iaitu, lapisan penghalang luar (biasanya lapisan pelindung luar terdiri daripada nilon BOPA atau PET), lapisan penghalang (kerajang aluminium di lapisan tengah) dan lapisan dalam (lapisan penghalang tinggi pelbagai fungsi. ).

Rajah 3. Struktur filem plastik aluminium

Bahan pembungkusan dan struktur sel kantung memberi mereka pelbagai kelebihan. 1) Prestasi keselamatan adalah baik. Bateri pek lembut dibungkus dengan filem aluminium-plastik dalam struktur. Apabila masalah keselamatan berlaku, bateri pek lembut biasanya akan pecah dan retak, dan tidak akan meletup. 2) Berat ringan, berat bateri pek lembut adalah 40% lebih ringan daripada bateri litium shell keluli dengan kapasiti yang sama, dan 20% lebih ringan daripada bateri litium shell aluminium. 3) Rintangan dalaman yang kecil, rintangan dalaman bateri pek lembut adalah lebih kecil daripada bateri litium, yang boleh mengurangkan penggunaan sendiri bateri. 4) Prestasi kitaran adalah baik, hayat kitaran bateri pek lembut lebih lama, dan pereputan selepas 100 kitaran adalah 4% hingga 7% kurang daripada bekas aluminium. 5) Reka bentuk adalah fleksibel, bentuk boleh ditukar kepada sebarang bentuk, ia boleh menjadi lebih nipis, dan model sel baharu boleh dibangunkan mengikut keperluan pelanggan. Kelemahan bateri pek lembut ialah konsistensi yang lemah, kos yang tinggi, mudah bocor dan ambang teknikal yang tinggi.

gambar

Rajah 4. Komposisi bateri pek lembut

Pengeluar bateri bertaraf dunia seperti LG Korea Selatan dan ASEC Jepun mempunyai bateri kuasa pek lembut yang dihasilkan secara besar-besaran, yang digunakan dalam model elektrik dan model hibrid plug-in syarikat kereta besar seperti Nissan, Chevrolet dan Ford, termasuk tiga model pengeluaran dan jualan terbesar di dunia. Daun dan Volt. gergasi bateri negara saya Wanxiang dan pendatang baru Teknologi Funeng, Yiwei Lithium Energy, Polyfluoride, dan Gateway Power juga telah memulakan pengeluaran besar-besaran bateri pek lembut untuk membekalkan syarikat kereta besar seperti BAIC dan SAIC.

3. Bateri persegi

Populariti bateri persegi sangat tinggi di China. Dengan peningkatan bateri kuasa automotif dalam beberapa tahun kebelakangan ini, percanggahan antara julat pelayaran kenderaan dan kapasiti bateri telah menjadi semakin ketara. Pengeluar bateri kuasa domestik kebanyakannya menggunakan bateri segi empat sama cangkerang aluminium dengan ketumpatan tenaga bateri yang tinggi. , Oleh kerana struktur bateri segi empat sama agak mudah, tidak seperti bateri silinder, yang menggunakan keluli tahan karat berkekuatan tinggi sebagai cangkerang dan aksesori dengan injap keselamatan kalis letupan, aksesori keseluruhan adalah ringan dan agak tinggi dalam ketumpatan tenaga. Kes bateri persegi kebanyakannya diperbuat daripada aloi aluminium, keluli tahan karat dan bahan lain, dan penggunaan dalaman penggulungan atau proses laminasi, perlindungan bateri adalah lebih baik daripada bateri filem aluminium-plastik (iaitu bateri pek lembut), dan keselamatan bateri adalah agak silinder. Bateri jenis juga telah banyak dipertingkatkan.

Rajah 5. Struktur sel segi empat sama

Walau bagaimanapun, oleh kerana bateri litium persegi boleh disesuaikan mengikut saiz produk, terdapat beribu-ribu model di pasaran, dan kerana terdapat terlalu banyak model, prosesnya sukar untuk disatukan. Tidak ada masalah untuk menggunakan bateri segi empat sama dalam produk elektronik biasa, tetapi untuk produk peralatan industri yang memerlukan beberapa siri dan selari, sebaiknya gunakan bateri litium silinder standard, supaya proses pengeluaran terjamin, dan lebih mudah untuk mencari pengganti. pada masa hadapan. Bateri.

Syarikat domestik dan asing yang menggunakan segi empat sama sebagai proses pembungkusan terutamanya termasuk Samsung SDI (bentuk pembungkusan terutamanya persegi, dan bahan elektrod positif menggunakan bahan NCM dan NCA ternary. Ia sedang giat membuat susulan pengeluaran 21700 bateri), BYD (kuasa). bateri terutamanya cangkerang aluminium persegi), bahan katod terutamanya fosfat besi litium, dan ia juga telah menjalankan penyelidikan dan pembangunan dan rizab teknikal bateri ternary), CATL (produk terutamanya bateri shell aluminium persegi, dan bahan katod termasuk litium besi fosfat dan ternary. Laluan teknikal litium besi fosfat Digunakan terutamanya dalam penyimpanan tenaga dan bas, CATL mula beralih sepenuhnya kepada bahan ternary pada 2015, menyediakan pek bateri ternary untuk kereta penumpang BMW, Geely dan syarikat lain), Guoxuan Hi-Tech (terutamanya dalam bentuk pembungkusan persegi, dan bahan elektrod positif termasuk Litium besi fosfat dan bahan ternary), TianjinLishen, dsb.

Secara umum, tiga jenis pembungkusan pek silinder, persegi dan lembut mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka sendiri, dan setiap bateri mempunyai medan dominannya sendiri. Kaedah pembungkusan terbaik boleh ditentukan mengikut ciri bahan bateri, medan aplikasi produk, ciri produk, dan lain-lain digabungkan dengan ciri bentuk pembungkusan. Walau bagaimanapun, setiap jenis pembungkusan bateri mempunyai kesukaran teknologinya sendiri. Reka bentuk bateri yang baik melibatkan masalah kompleks dalam banyak bidang seperti elektrokimia, haba, elektrik dan mekanik, yang mengemukakan keperluan tinggi untuk pereka bentuk bateri. Orang bateri litium masih perlu meneruskan usaha!