方形鋰電池的結(jié)構(gòu)與優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-25 10:53
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目前，主流的鋰電池封裝形式主要有三種，即圓柱、方形和軟包。方形鋰電池通常是指鋁殼或鋼殼方形電池，方形電池的普及率在國(guó)內(nèi)很高。方形電池的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，不像圓柱電池采用強(qiáng)度較高的不銹鋼作為殼體及具有防爆安全閥的等附件，所以整體附件重量要輕，相對(duì)能量密度較高。
方形鋰電池的結(jié)構(gòu)
一個(gè)典型的方形鋰電池，主要組成部件包括：頂蓋，殼體，正極板、負(fù)極板、隔膜組成的疊片或者卷繞，絕緣件，安全組件等。其中，紅圈中的兩個(gè)是安全結(jié)構(gòu)，NSD針刺安全裝置；OSD過(guò)充保護(hù)裝置。
針刺安全保護(hù)裝置。這是在卷芯的最外面加上了金屬層，例如銅薄片。當(dāng)針刺發(fā)生時(shí)，在針刺位置產(chǎn)生的局部大電流通過(guò)大面積的銅薄片迅速把單位面積的電流降低，這樣可以防止針刺位置局部過(guò)熱，緩減鋰電池?zé)崾Э匕l(fā)生。
過(guò)充安全保護(hù)裝置，目前這個(gè)安全設(shè)計(jì)在很多電池上都能看到。一般是一個(gè)金屬薄片，配合fuse使用，fuse可以設(shè)計(jì)到正極集流體上，過(guò)充時(shí)鋰電池內(nèi)部產(chǎn)生的壓力使得OSD觸發(fā)內(nèi)部短路，產(chǎn)生瞬間大電流，從而使Fuse熔斷，從而切斷電池內(nèi)部電流回路。
殼體一般為鋼殼或者鋁殼，隨著市場(chǎng)對(duì)能量密度的追求的驅(qū)動(dòng)以及生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，鋁殼逐漸成為主流。
方形鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？
優(yōu)點(diǎn)，方形鋰電池封裝可靠度高；系統(tǒng)能量效率高；相對(duì)重量輕，能量密度較高；結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，擴(kuò)容相對(duì)方便，是當(dāng)前通過(guò)提高單體容量來(lái)提高能量密度的重要選項(xiàng)；單體容量大，則系統(tǒng)構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單，使得對(duì)單體的逐一監(jiān)控成為可能；系統(tǒng)簡(jiǎn)單帶來(lái)的另外一個(gè)好處是穩(wěn)定性相對(duì)好。
缺點(diǎn)，由于方形鋰電池可以根據(jù)產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行定制化生產(chǎn)，所以市場(chǎng)上有成千上萬(wàn)種型號(hào)，而正因?yàn)樾吞?hào)太多，工藝很難統(tǒng)一；生產(chǎn)自動(dòng)化水平不高，單體差異性較大，在大規(guī)模應(yīng)用中，存在系統(tǒng)壽命遠(yuǎn)低于單體壽命的問(wèn)題。
圓柱、方形和軟包鋰電池的對(duì)比
1.電池形狀：方形鋰電池可以任意大小，所以是圓柱電池不能比的。
2.倍率特性：圓柱形鋰電池焊接多極耳的工藝限制，所以倍率特性稍差于方形多極耳方案
3.放電平臺(tái)：采用相同的正極材料、負(fù)極材料、電解液所以理論上放電平臺(tái)是一致的，但是方形電池內(nèi)阻稍占優(yōu)勢(shì)，所以放電平臺(tái)稍微高一點(diǎn)。
4.產(chǎn)品質(zhì)量：圓柱鋰電池工藝非常成熟，極片公有二次分切缺陷機(jī)率低，且卷繞工藝較疊片工藝成熟度及自動(dòng)化程度都要高疊片工藝目前還在采用半手工方式，所以對(duì)于電池的品質(zhì)存在不利影響。
5.極耳焊接：圓柱鋰電池極耳較方形鋰電池更易焊接，方形電池易產(chǎn)生虛焊影響電池品質(zhì)。
6.PACK成組：圓形電池相對(duì)具有更易用特點(diǎn)，所以PACK方案簡(jiǎn)單，散熱效果好，方形電池PACK時(shí)要解決好散熱的問(wèn)題。
7.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：方形電池邊角處化學(xué)活性能較差，長(zhǎng)期使用電池性能下降較為明顯。
總之，無(wú)論圓柱、方形還是軟包電池，目前之所以都能快速發(fā)展，是因?yàn)樗鼈冊(cè)诟髯陨瞄L(zhǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域，都得到了很好的應(yīng)用。
