18650鋰電池為什么是圓柱形的呢?它的用途有哪些呢？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-06-29 22:29
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鋰電池早期是鋼殼電芯，外殼材質(zhì)是鋼，由于鋼材質(zhì)的金屬膨脹系數(shù)不如鋁殼材質(zhì)，電池內(nèi)部短路的時候，爆炸的幾率比鋁殼高，早期的鋰電池在消費電子領(lǐng)域主要是用在如筆記本和手機(jī)上面 ，筆記本上用的是18650，而手機(jī)上率先運用了方形鋁殼電芯來替代鋼殼電芯(以前手機(jī)電池用久了會鼓包)，由于超薄智能機(jī)的發(fā)展，手機(jī)鋰電池現(xiàn)在發(fā)展到了第三代，鋁塑膜材質(zhì)的聚合物電芯。
圓柱形鋰電池的定義法則：如18650型，即指電池的直徑為18mm，長度為65mm，圓柱體型的電池。其實圓柱形的鋼殼電芯并非只有18650，還有26650等其他尺寸。
為什么是圓柱形?鋰電池廠商的理解是圓形側(cè)面可以分?jǐn)倝毫?，在遇到大力擠壓情況下可提升電池的安全性能。圓柱形電池的另一個好處是批量生產(chǎn)更簡單，卷繞機(jī)將隔膜和正負(fù)極卷繞的時候，可以自動化，尺寸單一如18650，就可以做出同樣的尺寸，不同的容量配方的電池，降低了成本。由于圓柱電池的技術(shù)越來越成熟，比如不同類型的鋰離子電池都可以在18650上使用(磷酸鐵鋰，鈷酸鋰，鈦酸鋰)毋庸置疑，Apple的macbook的電池就是目前聚合物電池的先鋒，現(xiàn)在國產(chǎn)輕薄型筆記本都轉(zhuǎn)向了方形聚合物，很少有廠家還在用過時的18650設(shè)計，除非是成本控制比較低。
可能有人不禁要問了，特斯拉的電動車不就是18650的電池磚組成的嗎?難道不先進(jìn)?
鋰電池廠商的回答是：特斯拉的專長是在電路監(jiān)控上，他牛逼之處是能夠?qū)㈦姵亟M中的每一顆電池進(jìn)行有效的實時監(jiān)控，但是并非是電池的革新，而是汽車的革新。TESLA電動車的電池采用了松下提供的NCA系列(鎳鈷鋁體系)18650鈷酸鋰電池，單顆電池容量為3100毫安時。還是基于成本，目前聚合物電池表面是鋁塑膜，軟包不耐沖擊，碰撞。若采用聚合物，特斯拉目前還過不了美國的汽車安全檢查認(rèn)證。
1、厚度均勻性
鋰離子電池隔膜的厚度均勻性直接影響隔膜卷的外觀質(zhì)量以致內(nèi)在性能，隔膜的厚度均勻性包括縱向厚度均勻性和橫向厚度均勻性。其中橫向厚度均勻性尤為重要。一般均要求控制在±1微米以內(nèi)。
2、力學(xué)性能
拉伸強度一般拉伸強度主要是指縱向強度要達(dá)到100mP以上，橫向強度不能太大，過大會導(dǎo)致橫向收縮率增大。抗穿刺強度因隔膜是被夾在凹凸不平的正、負(fù)極片間，需要承受很大的壓力。為了防止短路，所以隔膜必須具備一定的抗穿刺強度。經(jīng)驗上，抗穿刺強度值在300~500克。3、透過性能
隔膜透過性的大小是隔膜孔隙率、孔徑、孔的形狀及孔曲折度等隔膜內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)綜合因素影響的結(jié)果。鋰電池隔膜本身具有微孔結(jié)構(gòu)，微孔在整個隔膜材料中的分布應(yīng)當(dāng)均勻?？讖揭话阍?.03μm~0.12μm,孔徑太小會增加電阻，太大則易使正負(fù)極接觸或被枝晶刺穿短路。
4、理化性能
潤濕性和潤濕速度，較好的潤濕性有利于提高電池的充放電性能和容量?；瘜W(xué)穩(wěn)定性，隔膜在電解液中應(yīng)當(dāng)保持長久的穩(wěn)定性，不與電解液和電極物質(zhì)反應(yīng)。熱穩(wěn)定性，溫度升高的時候，隔膜應(yīng)當(dāng)保持原有的完整性和一定的力學(xué)性能。安全保護(hù)性能鋰離子電池的安全性成為鋰電池廠家的最為重視的環(huán)節(jié)。
18650是鋰離子電池的鼻祖--日本SONY公司當(dāng)年為了節(jié)省成本而定下的一種標(biāo)準(zhǔn)性的鋰離子電池型號，其中18表示直徑為18mm，65表示長度為65mm，0表示為圓柱形電池。鋰離子電池的標(biāo)稱電壓為3.6或3.7V，單體容量常見為2200-3600mAh、目前國內(nèi)電芯容量成熟批量供應(yīng)的容量基本在2600mAh以內(nèi);而松下當(dāng)前開發(fā)推向市場應(yīng)用的單體高容量純?nèi)w系18650鋰離子電池容量已達(dá)到3600mAh;
18650鋰電池壽命理論為循環(huán)充電1000次。由于單位密度的容量很大，所以大部份用于筆記本電腦電池，除此之外，因18650在工作中的穩(wěn)定性能非常好,廣泛應(yīng)用于各大電子領(lǐng)域:常用于高檔強光手電、隨身電源, 無線數(shù)據(jù)傳輸器，電熱保暖衣、鞋，便攜式儀器儀表，便攜式照明設(shè)備，便攜式打印機(jī),工業(yè)儀器,醫(yī)療儀器等。
18650鋰電池另外一個最大的優(yōu)勢在于型號單一而便于實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)、從而保證了電池批次的一致性、以用于大型儲能、電動汽車等需要高電壓、大容量的領(lǐng)域;例如特斯拉汽車即為采用松下高容量18650鋰離子電池進(jìn)行8000多顆的串并聯(lián)，而國內(nèi)大部分汽車電池也采用此方案;而越來越多的儲能基站、光伏發(fā)電儲能的領(lǐng)域、也在選擇用18650鋰電池串并聯(lián)的電池組來代替?zhèn)涫芟拗凭哂懈呶廴镜你U酸蓄電池。恒柱鋰電池公司以強大的開發(fā)實力和成熟的經(jīng)驗、采用進(jìn)口圓柱18650鋰電池、也在為越來越多有此需求的客戶提供安全可靠的電池解決方案。
為什么是圓柱形?鋰電池廠商的理解是圓形側(cè)面可以分?jǐn)倝毫?，在遇到大力擠壓情況下可提升電池的安全性能。圓柱形電池的另一個好處是批量生產(chǎn)更簡單，卷繞機(jī)將隔膜和正負(fù)極卷繞的時候，可以自動化，尺寸單一如18650，就可以做出同樣的尺寸，不同的容量配方的電池，降低了成本。由于圓柱電池的技術(shù)越來越成熟，比如不同類型的鋰離子電池都可以在18650上使用(磷酸鐵鋰，鈷酸鋰，鈦酸鋰)毋庸置疑，Apple的macbook的電池就是目前聚合物電池的先鋒，現(xiàn)在國產(chǎn)輕薄型筆記本都轉(zhuǎn)向了方形聚合物，很少有廠家還在用過時的18650設(shè)計，除非是成本控制比較低。
可能有人不禁要問了，特斯拉的電動車不就是18650的電池磚組成的嗎?難道不先進(jìn)?
鋰電池廠商的回答是：特斯拉的專長是在電路監(jiān)控上，他牛逼之處是能夠?qū)㈦姵亟M中的每一顆電池進(jìn)行有效的實時監(jiān)控，但是并非是電池的革新，而是汽車的革新。TESLA電動車的電池采用了松下提供的NCA系列(鎳鈷鋁體系)18650鈷酸鋰電池，單顆電池容量為3100毫安時。還是基于成本，目前聚合物電池表面是鋁塑膜，軟包不耐沖擊，碰撞。若采用聚合物，特斯拉目前還過不了美國的汽車安全檢查認(rèn)證。
1、厚度均勻性
鋰離子電池隔膜的厚度均勻性直接影響隔膜卷的外觀質(zhì)量以致內(nèi)在性能，隔膜的厚度均勻性包括縱向厚度均勻性和橫向厚度均勻性。其中橫向厚度均勻性尤為重要。一般均要求控制在±1微米以內(nèi)。
2、力學(xué)性能
拉伸強度一般拉伸強度主要是指縱向強度要達(dá)到100mP以上，橫向強度不能太大，過大會導(dǎo)致橫向收縮率增大。抗穿刺強度因隔膜是被夾在凹凸不平的正、負(fù)極片間，需要承受很大的壓力。為了防止短路，所以隔膜必須具備一定的抗穿刺強度。經(jīng)驗上，抗穿刺強度值在300~500克。3、透過性能
隔膜透過性的大小是隔膜孔隙率、孔徑、孔的形狀及孔曲折度等隔膜內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)綜合因素影響的結(jié)果。鋰電池隔膜本身具有微孔結(jié)構(gòu)，微孔在整個隔膜材料中的分布應(yīng)當(dāng)均勻?？讖揭话阍?.03μm~0.12μm,孔徑太小會增加電阻，太大則易使正負(fù)極接觸或被枝晶刺穿短路。
4、理化性能
潤濕性和潤濕速度，較好的潤濕性有利于提高電池的充放電性能和容量?；瘜W(xué)穩(wěn)定性，隔膜在電解液中應(yīng)當(dāng)保持長久的穩(wěn)定性，不與電解液和電極物質(zhì)反應(yīng)。熱穩(wěn)定性，溫度升高的時候，隔膜應(yīng)當(dāng)保持原有的完整性和一定的力學(xué)性能。安全保護(hù)性能鋰離子電池的安全性成為鋰電池廠家的最為重視的環(huán)節(jié)。
由于鋰電池存在上述所分析的缺點，在鋰電池的應(yīng)用中必須加上保護(hù)電路。保護(hù)電路的基本功能也要和上述缺點相對應(yīng)，于是我們要求鋰電池電源保護(hù)芯片要能實現(xiàn)以下幾個最基本的功能：過充電保護(hù)、過放電保護(hù)、過電流保護(hù)以及短路保護(hù)。由以上鋰電池的應(yīng)用要求可知，為提高鋰電池的使用壽命并保證電池的安全使用，鋰電池保護(hù)電路需要具有以下功能：
(1)如果充電電壓超過電池允許的最大值，能夠提供電池放電回路。
(2)如果放電電壓低于電池允許的最小值，能夠提供電池充電回路。則切斷電池與外部電路的連接，并且則切斷電池與外部電路的連接。
(3)如果電池的充、放電電流大于極限值，則切斷電池與外部電路的連接。
(4)當(dāng)電池回復(fù)正常狀態(tài)后，保護(hù)電路應(yīng)能相應(yīng)的解除保護(hù)狀態(tài)，使電池能夠繼續(xù)正常工作。
隨著智能穿戴設(shè)備的興起，智能手機(jī)的全面發(fā)展，小尺寸聚合物電池在數(shù)碼領(lǐng)域?qū)絹碓綇V泛。鋁殼電芯將逐漸淘汰，18650在電動自行車，電動汽車領(lǐng)域的運用還將持續(xù)，直到聚合物電池的抗沖擊，碰撞等安全問題得到有效的解決。(1)如果充電電壓超過電池允許的最大值，能夠提供電池放電回路。
(2)如果放電電壓低于電池允許的最小值，能夠提供電池充電回路。則切斷電池與外部電路的連接，并且則切斷電池與外部電路的連接。
(3)如果電池的充、放電電流大于極限值，則切斷電池與外部電路的連接。
(4)當(dāng)電池回復(fù)正常狀態(tài)后，保護(hù)電路應(yīng)能相應(yīng)的解除保護(hù)狀態(tài)，使電池能夠繼續(xù)正常工作。
18650是鋰離子電池的鼻祖--日本SONY公司當(dāng)年為了節(jié)省成本而定下的一種標(biāo)準(zhǔn)性的鋰離子電池型號，其中18表示直徑為18mm，65表示長度為65mm，0表示為圓柱形電池。鋰離子電池的標(biāo)稱電壓為3.6或3.7V，單體容量常見為2200-3600mAh、目前國內(nèi)電芯容量成熟批量供應(yīng)的容量基本在2600mAh以內(nèi);而松下當(dāng)前開發(fā)推向市場應(yīng)用的單體高容量純?nèi)w系18650鋰離子電池容量已達(dá)到3600mAh;
18650鋰電池另外一個最大的優(yōu)勢在于型號單一而便于實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)、從而保證了電池批次的一致性、以用于大型儲能、電動汽車等需要高電壓、大容量的領(lǐng)域;例如特斯拉汽車即為采用松下高容量18650鋰離子電池進(jìn)行8000多顆的串并聯(lián)，而國內(nèi)大部分汽車電池也采用此方案;而越來越多的儲能基站、光伏發(fā)電儲能的領(lǐng)域、也在選擇用18650鋰電池串并聯(lián)的電池組來代替?zhèn)涫芟拗凭哂懈呶廴镜你U酸蓄電池。恒柱鋰電池公司以強大的開發(fā)實力和成熟的經(jīng)驗、采用進(jìn)口圓柱18650鋰電池、也在為越來越多有此需求的客戶提供安全可靠的電池解決方案。
