Litiumbatteriemballasjeformer er trebente, det vil si de tre mest brukte sylindrene, myke pakker og firkanter. De tre emballasjeformene har sine egne fordeler og ulemper, og kan velges etter bruk.

1. Sylindrisk

Sylindrisk litiumbatteri ble først oppfunnet av SONY-selskapet i Japan i 1992. Fordi 18650 sylindrisk litiumbatteri har en lang historie, er markedspenetrasjonsraten høy. Sylindrisk litiumbatteri vedtar moden viklingsprosess, høy grad av automatisering og produktkvalitet Stabil og relativt lav pris. Det finnes mange typer sylindriske litiumbatterier, for eksempel 17490, 14650, 18650, 26650,

21700 osv. Sylindriske litiumbatterier er populære blant litiumbatteriselskaper i Japan og Sør-Korea.

Fordelene med sylindrisk viklingstype inkluderer moden viklingsprosess, høy grad av automatisering, høy produksjonseffektivitet, god konsistens og relativt lave kostnader. Ulempene inkluderer lav plassutnyttelse forårsaket av sylindrisk form og temperaturfordeling forårsaket av dårlig radiell varmeledningsevne. Vente. På grunn av den dårlige radielle termiske ledningsevnen til det sylindriske batteriet, bør antallet viklingssvingninger på batteriet ikke være for mange (antall viklingssvingninger til 18650-batteriet er vanligvis omtrent 20 omdreininger), så monomerkapasiteten er liten, og en stor mengde batteri er nødvendig for bruk i elektriske kjøretøy. Monomerer danner batterimoduler og batteripakker, noe som i stor grad øker tilkoblingstap og administrasjonskompleksitet.

Figur 1. 18650 sylindrisk batteri

Et typisk selskap for sylindrisk emballasje er japanske Panasonic. I 2008 samarbeidet Panasonic og Tesla for første gang, og 18650 litiumkoboltoksidbatteriet ble tatt i bruk av Teslas første modell Roadster. I 2014 kunngjorde Panasonic et joint venture med Tesla for å bygge Gigafactory, en superbatterifabrikk, og forholdet mellom de to gikk videre. Panasonic mener at elektriske kjøretøy bør bruke 18650-batterier, slik at selv om ett batteri svikter, vil det ikke påvirke driften av hele systemet, som vist i figur 2.

bilde

Figur 2. Hvorfor velge 18650 sylindrisk batteri

Det er også store bedrifter som produserer sylindriske litiumbatterier i Kina. For eksempel er BAK Battery, Jiangsu Zhihang, Tianjin Lishen, Shanghai Delangeng og andre bedrifter i ledende posisjon for sylindriske litiumbatterier i Kina. Jern-litiumbatterier og Yinlong hurtigladebusser bruker litiumtitanatbatterier, begge i form av sylindrisk emballasje.

Tabell 1: Statistikk over installert kapasitet til de 10 beste sylindriske batteriselskapene og deres tilsvarende modeller når det gjelder enkelt energitetthet i 2017

bilde

2. Myk veske

Nøkkelmaterialene som brukes i mykpakkede litiumbatterier – positive elektrodematerialer, negative elektrodematerialer og separatorer – er ikke mye forskjellig fra tradisjonelle litiumbatterier med stålskall og aluminiumskall. Den største forskjellen er det fleksible emballasjematerialet (aluminium-plastkomposittfilm). Det er det mest kritiske og teknisk vanskelige materialet i myke litiumbatterier. Fleksible emballasjematerialer er vanligvis delt inn i tre lag, nemlig et ytre barrierelag (vanligvis et ytre beskyttelseslag bestående av nylon BOPA eller PET), et barrierelag (aluminiumsfolie i mellomlaget) og et indre lag (multifunksjonelt høybarrierelag ).

Figur 3. Aluminium plastfilmstruktur

Emballasjematerialet og strukturen til posecellene gir dem en rekke fordeler. 1) Sikkerhetsytelsen er god. Mykpakkens batteri er pakket med aluminium-plastfilm i struktur. Når det oppstår et sikkerhetsproblem, vil softpack-batteriet vanligvis sprekke og sprekke, og vil ikke eksplodere. 2) Lett vekt, vekten til softpack-batteriet er 40 % lettere enn til litiumbatteriet med stålskall med samme kapasitet, og 20 % lettere enn litiumbatteriet i aluminiumsskall. 3) Liten intern motstand, den interne motstanden til softpack-batteriet er mindre enn litiumbatteriet, noe som i stor grad kan redusere selvforbruket til batteriet. 4) Syklusytelsen er god, levetiden til softpack-batteriet er lengre, og forfallet etter 100 sykluser er 4 % til 7 % mindre enn aluminiumsdekselet. 5) Designet er fleksibelt, formen kan endres til hvilken som helst form, den kan være tynnere, og nye cellemodeller kan utvikles i henhold til kundens behov. Ulempene med myke batterier er dårlig konsistens, høye kostnader, lett lekkasje og høy teknisk terskel.

bilde

Figur 4. Sammensetning av myk pakkebatteri

Batteriprodusenter i verdensklasse som Sør-Koreas LG og Japans ASEC har masseproduserte soft-pack strømbatterier, som brukes i elektriske modeller og plug-in hybridmodeller av store bilselskaper som Nissan, Chevrolet og Ford, inkludert verdens tre største produksjons- og salgsmodeller. Leaf og Volt. mitt lands batterigigant Wanxiang og etternølerne Funeng Technology, Yiwei Lithium Energy, Polyfluoride og Gateway Power har også begynt masseproduksjon av softpack-batterier for å forsyne store bilselskaper som BAIC og SAIC.

3. Firkantet batteri

Populariteten til firkantede batterier er veldig høy i Kina. Med fremveksten av bilbatterier de siste årene, har motsetningen mellom kjøretøyets rekkevidde og batterikapasitet blitt stadig mer fremtredende. Innenlandske batteriprodusenter bruker for det meste firkantede batterier med aluminiumskall med høy batteritetthet. , Fordi strukturen til det firkantede batteriet er relativt enkelt, i motsetning til det sylindriske batteriet, som bruker høyfast rustfritt stål som skall og tilbehør med eksplosjonssikre sikkerhetsventiler, er det generelle tilbehøret lett i vekt og relativt høy energitetthet. Den firkantede batterikassen er for det meste laget av aluminiumslegering, rustfritt stål og andre materialer, og intern bruk av viklings- eller lamineringsprosess, beskyttelsen av batteriet er bedre enn for aluminium-plastfilmbatteri (dvs. softpack-batteri), og sikkerheten til batteriet er relativt sylindrisk. Type batterier har også blitt kraftig forbedret.

Figur 5. Kvadratisk cellestruktur

Men siden det firkantede litiumbatteriet kan tilpasses etter størrelsen på produktet, er det tusenvis av modeller på markedet, og fordi det er for mange modeller, er prosessen vanskelig å forene. Det er ikke noe problem å bruke firkantede batterier i vanlige elektroniske produkter, men for industriutstyrsprodukter som krever flere serier og parallelle, er det best å bruke standardiserte sylindriske litiumbatterier, slik at produksjonsprosessen er garantert, og det er lettere å finne erstatninger i fremtiden. Batteri.

Innenlandske og utenlandske selskaper som bruker square som pakkeprosess inkluderer hovedsakelig Samsung SDI (emballasjeformen er hovedsakelig kvadratisk, og det positive elektrodematerialet bruker ternære NCM- og NCA-materialer. Det følger aktivt opp produksjonen av 21700 batterier), BYD (power). batterier er hovedsakelig firkantede aluminiumskall), katodematerialet er hovedsakelig litiumjernfosfat, og det har også drevet forskning og utvikling og tekniske reserver av ternære batterier), CATL (produktene er hovedsakelig firkantede aluminiumsskallbatterier, og katodematerialet inkluderer litiumjernfosfat og ternær. Litiumjernfosfat teknisk rute Hovedsakelig brukt i energilagring og busser, begynte CATL å gå fullt ut til ternære materialer i 2015, ved å tilby ternære batteripakker for personbiler fra BMW, Geely og andre selskaper), Guoxuan Hi-Tech (hovedsakelig i form av firkantet emballasje, og det positive elektrodematerialet inkluderer litiumjernfosfat og ternære materialer), TianjinLishen, etc.

Generelt har de tre emballasjetypene sylindriske, firkantede og myke pakker sine egne fordeler og ulemper, og hvert batteri har sitt eget dominerende felt. Den beste emballasjemetoden kan bestemmes i henhold til batteriets materialegenskaper, produktapplikasjonsfelt, produktegenskaper osv. kombinert med egenskapene til emballasjeformen. Hver emballasjetype batteri har imidlertid sine egne teknologiske vanskeligheter. God batteridesign innebærer komplekse problemer innen mange felt som elektrokjemi, varme, elektrisitet og mekanikk, noe som stiller høye krav til batteridesignere. Folk med litiumbatterier trenger fortsatt å fortsette innsatsen!