不同包裝結(jié)構(gòu)的鋰電池是不是優(yōu)缺點(diǎn)也不一樣呢、
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-06 12:50
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物理微短路是造成鋰動(dòng)力電池端電壓下降的直接原因，其直接表現(xiàn)是鋰動(dòng)力電池在常溫、高溫存儲(chǔ)一段時(shí)間后，鋰動(dòng)力電池電壓低于正常截止電壓。與化學(xué)反應(yīng)引起自放電相比，物理微短路引起的自放電是不會(huì)造成鋰動(dòng)力電池容量不可逆損失的。
通過(guò)觀察和測(cè)量拆開的鋰動(dòng)力電池隔膜上黑點(diǎn)的數(shù)量、形貌、大小、元素成分等，來(lái)判斷鋰動(dòng)力電池物理自放電的大小及其可能的原因：一般情況下，物理自放電越大，黑點(diǎn)的數(shù)量越多，形貌越深（特別是會(huì)穿透到隔膜另一面）；依據(jù)黑點(diǎn)的金屬元素成分判斷鋰動(dòng)力電池中可能含有的金屬雜質(zhì)。引起物理微短路的原因很多，分為如下幾種：
1）粉塵。將微短路的鋰動(dòng)力電池拆開，可發(fā)現(xiàn)鋰動(dòng)力電池的隔膜上會(huì)出現(xiàn)黑點(diǎn)。如果黑點(diǎn)的位置處于隔膜中間，大概率是因粉塵擊穿的。鋰動(dòng)力電池在生產(chǎn)制造過(guò)程中，不可避免的混入灰塵雜質(zhì)，這些雜質(zhì)屬性復(fù)雜，有些雜質(zhì)可以造成正負(fù)極的輕微導(dǎo)通，使得電荷中和，電量受損。
鋰動(dòng)力電在制成時(shí)，雜質(zhì)造成的微短路所引起的不可逆反應(yīng)，是造成個(gè)別鋰動(dòng)力電池自放電偏大的最主要原因?？諝庵械姆蹓m或者制成時(shí)極片、隔膜沾上的金屬粉末都會(huì)造成內(nèi)部微短路。生產(chǎn)時(shí)絕對(duì)的無(wú)塵是做不到的，當(dāng)粉塵不足以達(dá)到刺穿隔膜進(jìn)而使正負(fù)極短路接觸時(shí)，其對(duì)鋰動(dòng)力電池的影響并不大。
但是當(dāng)粉塵嚴(yán)重到刺穿隔膜這個(gè)“度”時(shí)，對(duì)鋰動(dòng)力電的影響就會(huì)非常明顯。由于有是否刺穿隔膜這個(gè)“度”的存在，因此在測(cè)試大批鋰動(dòng)力電自放電率時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分鋰動(dòng)力電的自放電率都集中在一個(gè)不大的范圍內(nèi)，而只有小部分鋰動(dòng)力電的自放電明顯偏高且分布離散，這些應(yīng)該就是隔膜被刺穿的鋰動(dòng)力電。
2）毛刺。將微短路的鋰動(dòng)力電池拆開，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋰動(dòng)力電池的隔膜上出現(xiàn)的黑點(diǎn)處于邊緣位置占多數(shù)，便是極片分切過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺引起的。在鋰動(dòng)力電池電芯生命初期，只表現(xiàn)為自放電較高，而時(shí)間越長(zhǎng)，其造成正負(fù)極大規(guī)模短路的可能性越大，是鋰動(dòng)力電池?zé)崾Э氐囊粋€(gè)重要成因。
3）正極金屬雜質(zhì)。正極的金屬雜質(zhì)經(jīng)過(guò)充電反應(yīng)后，也是擊穿隔膜，在隔膜上形成黑點(diǎn)，造成了物理微短路的原因。一般來(lái)說(shuō)，只要是金屬雜質(zhì)，都會(huì)對(duì)鋰動(dòng)力電池自放電產(chǎn)生較大影響，一般是金屬單質(zhì)影響最大。據(jù)部分文獻(xiàn)所述，影響排序如：Cu＞Zn＞Fe＞Fe2O3。比如很多正極鐵鋰材料就會(huì)面臨自放電過(guò)大的問(wèn)題，也就是鐵雜質(zhì)超標(biāo)引起的。
4）負(fù)極金屬雜質(zhì)。由于原電池的形成，負(fù)極金屬雜質(zhì)會(huì)游離出來(lái)，在隔膜處沉積而造成隔膜導(dǎo)通，形成物理微短路，某些低端的負(fù)極材料經(jīng)常會(huì)遇見這樣的情況。負(fù)極漿料中的金屬雜質(zhì)對(duì)自放電的影響力不及正極中的金屬雜質(zhì)，其中Cu、Zn對(duì)自放電影響較大。
5）輔材的金屬雜質(zhì)。例如CMC、膠帶中的金屬雜質(zhì)。隨著時(shí)間的增加，金屬雜質(zhì)引發(fā)的金屬枝晶在不斷生長(zhǎng)，最后穿透隔膜，導(dǎo)致正負(fù)極的微短路，不斷消耗電量，導(dǎo)致鋰動(dòng)力電池端電壓降低。軟包鋰電池是聚合物鋰電池的另一種叫法，而且軟包鋰電池主要有以下幾種優(yōu)點(diǎn)：
1、安全性能好：軟包電池，不會(huì)像鋼殼鋁殼那樣發(fā)生爆炸事故，通常在發(fā)生安全隱患的情況下，外殼最多只會(huì)鼓氣裂開。
2、體積小、重量輕、高能量：在重量上，軟包電池較同等容量的鋼殼鋰電輕40%，與鋁殼電池相比輕20%。在容量上，軟包鋰電池比同樣規(guī)格尺寸的鋼殼電池容量高10～15%，較鋁殼電池高5～10%。
3、內(nèi)阻?。何覀兌贾?，鋰電池本身會(huì)發(fā)生不可避免的自放電反應(yīng)，而內(nèi)阻越大，自放電越強(qiáng)烈。相對(duì)來(lái)說(shuō)，軟包鋰電池的內(nèi)阻較小，這樣極大的降低了電池的自耗電。
4、設(shè)計(jì)靈活：軟包電池的形狀可由特定的市場(chǎng)需求而決定，根據(jù)電池箱體的具體尺寸進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，或者通過(guò)多種電池排布方式，實(shí)現(xiàn)充分利用電池箱體的內(nèi)部空間，滿足差異化的需求。
據(jù)了解，軟包鋰電池主要應(yīng)用領(lǐng)域可細(xì)分為3C領(lǐng)域、動(dòng)力領(lǐng)域和儲(chǔ)能領(lǐng)域。軟包電池的應(yīng)用首先是在3C領(lǐng)域，近年，尤其是在筆記本電腦、手機(jī)電池等用品上占比可達(dá)60%以上。同時(shí)，隨著新能源汽車持續(xù)發(fā)展，軟包鋰電市場(chǎng)滲透率也在不斷提高。而儲(chǔ)能市場(chǎng)則是鋰電池應(yīng)用的新興領(lǐng)域，短期應(yīng)用軟包較少，未來(lái)隨著軟包成本的下降，在此領(lǐng)域也具備較大的增長(zhǎng)潛力。
另外，軟包鋰電池與其他電池最大的不同之處，在于軟包材料，使用鋁塑復(fù)合膜，這也是軟包鋰電池中最關(guān)鍵的、技術(shù)難度最高的材料。
目前，市場(chǎng)上現(xiàn)有的軟包電芯型號(hào)仍較少，而且研發(fā)成本普遍較高。有業(yè)內(nèi)人士指出，軟包電池市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大的原因主要是隨著技術(shù)的成熟，軟包電池在安全性、比能量、循環(huán)壽命和靈活設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯，特別是三元軟包電池在能量密度上取得了巨大的進(jìn)步。
通過(guò)觀察和測(cè)量拆開的鋰動(dòng)力電池隔膜上黑點(diǎn)的數(shù)量、形貌、大小、元素成分等，來(lái)判斷鋰動(dòng)力電池物理自放電的大小及其可能的原因：一般情況下，物理自放電越大，黑點(diǎn)的數(shù)量越多，形貌越深（特別是會(huì)穿透到隔膜另一面）；依據(jù)黑點(diǎn)的金屬元素成分判斷鋰動(dòng)力電池中可能含有的金屬雜質(zhì)。引起物理微短路的原因很多，分為如下幾種：
1）粉塵。將微短路的鋰動(dòng)力電池拆開，可發(fā)現(xiàn)鋰動(dòng)力電池的隔膜上會(huì)出現(xiàn)黑點(diǎn)。如果黑點(diǎn)的位置處于隔膜中間，大概率是因粉塵擊穿的。鋰動(dòng)力電池在生產(chǎn)制造過(guò)程中，不可避免的混入灰塵雜質(zhì)，這些雜質(zhì)屬性復(fù)雜，有些雜質(zhì)可以造成正負(fù)極的輕微導(dǎo)通，使得電荷中和，電量受損。
鋰動(dòng)力電在制成時(shí)，雜質(zhì)造成的微短路所引起的不可逆反應(yīng)，是造成個(gè)別鋰動(dòng)力電池自放電偏大的最主要原因?？諝庵械姆蹓m或者制成時(shí)極片、隔膜沾上的金屬粉末都會(huì)造成內(nèi)部微短路。生產(chǎn)時(shí)絕對(duì)的無(wú)塵是做不到的，當(dāng)粉塵不足以達(dá)到刺穿隔膜進(jìn)而使正負(fù)極短路接觸時(shí)，其對(duì)鋰動(dòng)力電池的影響并不大。
但是當(dāng)粉塵嚴(yán)重到刺穿隔膜這個(gè)“度”時(shí)，對(duì)鋰動(dòng)力電的影響就會(huì)非常明顯。由于有是否刺穿隔膜這個(gè)“度”的存在，因此在測(cè)試大批鋰動(dòng)力電自放電率時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分鋰動(dòng)力電的自放電率都集中在一個(gè)不大的范圍內(nèi)，而只有小部分鋰動(dòng)力電的自放電明顯偏高且分布離散，這些應(yīng)該就是隔膜被刺穿的鋰動(dòng)力電。
2）毛刺。將微短路的鋰動(dòng)力電池拆開，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋰動(dòng)力電池的隔膜上出現(xiàn)的黑點(diǎn)處于邊緣位置占多數(shù)，便是極片分切過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺引起的。在鋰動(dòng)力電池電芯生命初期，只表現(xiàn)為自放電較高，而時(shí)間越長(zhǎng)，其造成正負(fù)極大規(guī)模短路的可能性越大，是鋰動(dòng)力電池?zé)崾Э氐囊粋€(gè)重要成因。
3）正極金屬雜質(zhì)。正極的金屬雜質(zhì)經(jīng)過(guò)充電反應(yīng)后，也是擊穿隔膜，在隔膜上形成黑點(diǎn)，造成了物理微短路的原因。一般來(lái)說(shuō)，只要是金屬雜質(zhì)，都會(huì)對(duì)鋰動(dòng)力電池自放電產(chǎn)生較大影響，一般是金屬單質(zhì)影響最大。據(jù)部分文獻(xiàn)所述，影響排序如：Cu＞Zn＞Fe＞Fe2O3。比如很多正極鐵鋰材料就會(huì)面臨自放電過(guò)大的問(wèn)題，也就是鐵雜質(zhì)超標(biāo)引起的。
4）負(fù)極金屬雜質(zhì)。由于原電池的形成，負(fù)極金屬雜質(zhì)會(huì)游離出來(lái)，在隔膜處沉積而造成隔膜導(dǎo)通，形成物理微短路，某些低端的負(fù)極材料經(jīng)常會(huì)遇見這樣的情況。負(fù)極漿料中的金屬雜質(zhì)對(duì)自放電的影響力不及正極中的金屬雜質(zhì)，其中Cu、Zn對(duì)自放電影響較大。
5）輔材的金屬雜質(zhì)。例如CMC、膠帶中的金屬雜質(zhì)。隨著時(shí)間的增加，金屬雜質(zhì)引發(fā)的金屬枝晶在不斷生長(zhǎng)，最后穿透隔膜，導(dǎo)致正負(fù)極的微短路，不斷消耗電量，導(dǎo)致鋰動(dòng)力電池端電壓降低。軟包鋰電池是聚合物鋰電池的另一種叫法，而且軟包鋰電池主要有以下幾種優(yōu)點(diǎn)：
1、安全性能好：軟包電池，不會(huì)像鋼殼鋁殼那樣發(fā)生爆炸事故，通常在發(fā)生安全隱患的情況下，外殼最多只會(huì)鼓氣裂開。
2、體積小、重量輕、高能量：在重量上，軟包電池較同等容量的鋼殼鋰電輕40%，與鋁殼電池相比輕20%。在容量上，軟包鋰電池比同樣規(guī)格尺寸的鋼殼電池容量高10～15%，較鋁殼電池高5～10%。
3、內(nèi)阻?。何覀兌贾?，鋰電池本身會(huì)發(fā)生不可避免的自放電反應(yīng)，而內(nèi)阻越大，自放電越強(qiáng)烈。相對(duì)來(lái)說(shuō)，軟包鋰電池的內(nèi)阻較小，這樣極大的降低了電池的自耗電。
4、設(shè)計(jì)靈活：軟包電池的形狀可由特定的市場(chǎng)需求而決定，根據(jù)電池箱體的具體尺寸進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，或者通過(guò)多種電池排布方式，實(shí)現(xiàn)充分利用電池箱體的內(nèi)部空間，滿足差異化的需求。
據(jù)了解，軟包鋰電池主要應(yīng)用領(lǐng)域可細(xì)分為3C領(lǐng)域、動(dòng)力領(lǐng)域和儲(chǔ)能領(lǐng)域。軟包電池的應(yīng)用首先是在3C領(lǐng)域，近年，尤其是在筆記本電腦、手機(jī)電池等用品上占比可達(dá)60%以上。同時(shí)，隨著新能源汽車持續(xù)發(fā)展，軟包鋰電市場(chǎng)滲透率也在不斷提高。而儲(chǔ)能市場(chǎng)則是鋰電池應(yīng)用的新興領(lǐng)域，短期應(yīng)用軟包較少，未來(lái)隨著軟包成本的下降，在此領(lǐng)域也具備較大的增長(zhǎng)潛力。
另外，軟包鋰電池與其他電池最大的不同之處，在于軟包材料，使用鋁塑復(fù)合膜，這也是軟包鋰電池中最關(guān)鍵的、技術(shù)難度最高的材料。
目前，市場(chǎng)上現(xiàn)有的軟包電芯型號(hào)仍較少，而且研發(fā)成本普遍較高。有業(yè)內(nèi)人士指出，軟包電池市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大的原因主要是隨著技術(shù)的成熟，軟包電池在安全性、比能量、循環(huán)壽命和靈活設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯，特別是三元軟包電池在能量密度上取得了巨大的進(jìn)步。
