锂电池知识

电池类型

1.圆柱电池


圆柱形电池仍然是一次和二次电池使用最广泛的包装方式之一。优点是易于制造和良好的机械稳定性。管状气缸具有承受内部压力而不会变形的能力。图1显示了电池的横截面。



图1:

锂离子圆柱电池


圆柱形电池设计具有良好的循环能力,使用寿命长,经济,但由于空间大而笨重且包装密度低。


圆柱电池的典型应用是电动工具,医疗仪器和笔记本电脑。镍镉电池提供最多的电池选择,并且一些流行的格式已扩散到镍氢金属上。为了允许在给定大小内变化,制造商使用分形像元长度,例如一半和四分之三格式。


镍基电池的既定标准没有赶上锂离子,并且化学已经建立了自己的格式。如图2所示,最流行的电池包装之一是18650。十八代表电池的直径,65代表电池的长度,单位为毫米。锂锰18650的容量为1200–1500mAh;锂钴2400–3000mAh。较大的26650电池直径为26mm,长度为65mm,锰型电池的容量约为3,200mAh。此电池类型用于电动工具和某些混合动力车辆。






图2:流行的18650锂离子电池


金属圆柱体直径为18mm,长度为65mm。较大的26650电池直径为26mm。


铅酸电池有水浸式和干式两种。便携式版本包装成棱柱形设计,类似于塑料制成的矩形盒。一些铅酸系统还通过采用缠绕技术来使用圆柱形设计,霍克旋风分离器就是这种格式。与传统的棱柱形设计相比,它具有更高的电池稳定性,更高的放电电流和更好的温度稳定性。


圆柱形电池包括排气机构,当压力增大时,排气机构会释放出多余的气体。更简单的设计是利用在高压下会破裂的隔膜密封件。膜破裂时可能会发生渗漏和随后的变干。带有弹簧阀的可重新密封的排气孔是首选设计。圆柱形电池无法充分利用空间,但并排放置时产生的气腔可用于空气冷却。


2.软包电池


1995年,软包电池以全新的设计震惊了电池世界。与其使用金属圆柱体和玻璃对金属的电气馈通进行绝缘,不如将导电箔片焊接到电极上并密封到袋中,将正极和负极端子带到外部。图5示出了这种袋式电池。




图3:软包电池


软包电池为电池设计提供了一种简单,灵活且轻巧的解决方案。暴露在高湿和高温下会缩短使用寿命。


软包电池可最有效地利用空间,并实现90%至95%的包装效率,是电池组中最高的。取消金属外壳可减轻重量,但电池需要在电池仓中提供一些替代支撑。该小袋包装可用于消费,军事和汽车领域。不存在标准化的袋状细胞。每个制造商都会为特定应用构建单元。


软包通常是锂聚合物。与圆柱形包装中的锂离子电池相比,其比能量通常较低,并且电池的耐用性较差。由于在充电和放电期间产生气体而引起的膨胀或鼓胀是一个问题。电池制造商坚持认为,这些电池不会产生会导致膨胀的过量气体。但是,仍可能发生过度的膨胀,并且大部分是由于制造错误而不是滥用所致。一些经销商由于某些批次的溶胀高达百分之三而出现故障。膨胀产生的压力可能会使电池盖破裂,并且在某些情况下会损坏显示屏和电子电路板。制造商说,膨胀的电池是安全的。尽管这可能是正确的,但不要在热或火附近刺穿肿胀的细胞;逸出的气体会被点燃。图6显示了肿胀的软包电池。






图4:肿胀的软包


膨胀可能是气体产生的一部分。电池制造商对此感到奇怪。硬壳中的5毫米(0.2英寸)电池在铝箔包装中可以增长到8毫米(0.3英寸)。


为了防止膨胀,制造商添加了多余的薄膜以在电池外部形成“气袋”。在第一次充气过程中,气体逸入安全气囊,然后被切断,然后在完成过程中将包装重新密封。预计以后的收费会有所膨胀;在500个循环中,百分之八到百分之十是正常的。必须在电池仓中做好准备


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