動(dòng)力鋰離子電池通常來說是指能夠通過大電流放電給設(shè)備、器械、車輛等提供動(dòng)力的鋰離子電池。動(dòng)力鋰離子電池具有比能量高、大電流充放電、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。動(dòng)力鋰離子電池根據(jù)正極材料的不同分為三元、鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等類型；根據(jù)外形的不同分為方型電池（prismaTIc），圓柱型電池（cylindrical）等。為提高續(xù)航里程，動(dòng)力鋰離子電池通過串并聯(lián)組合后的能量一般較大，容量從幾安時(shí)到幾百安時(shí)不等，電壓從十幾伏到幾百伏不等。隨著攜帶能量的提高，電池潛在危險(xiǎn)性也隨之增大。因此如何提高動(dòng)力電池的安全性成為電動(dòng)汽車持續(xù)發(fā)展的重要前提。在動(dòng)力鋰電池的發(fā)展過程中，一直存在著兩個(gè)發(fā)展方向。一個(gè)方向是大單體電池，通過少量并聯(lián)組合；一個(gè)方向是小單體電池，通過大量并聯(lián)組合。韓國(guó)LG，國(guó)內(nèi)BYD為代表的企業(yè)走的是大方型路線；美國(guó)A123，國(guó)內(nèi)沃特瑪為代表的企業(yè)走的是小型圓柱路線。這兩條路線目前沒有定論，不同的動(dòng)力電池廠家依據(jù)自己的理解選擇不同的工藝路線。但是在面對(duì)安全性這一指標(biāo)方面，兩種工藝路線的結(jié)果差別是非常大的。本文從動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)、性能方面，特別是安全性方面進(jìn)行對(duì)比分析，來闡述小型圓柱電池在應(yīng)用于電動(dòng)汽車等方面的安全優(yōu)勢(shì)。

 

　　電池結(jié)構(gòu)、性能對(duì)比分析

　　圓柱形電池和方型電池是目前業(yè)界兩大主流方向。圓柱型電池的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。正負(fù)極之間由隔膜分開，通過卷繞形成卷芯。通常正負(fù)極極片焊接有正負(fù)極極耳并分別通過兩側(cè)引出。極耳焊接于正極和負(fù)極外殼。電解液加注于殼體內(nèi)。圖2為方型電池結(jié)構(gòu)。方型電池的結(jié)構(gòu)分疊片結(jié)構(gòu)和卷繞結(jié)構(gòu)。疊片式方型鋰離子電池由n片正極片和n+1片負(fù)極片疊片組成電池芯胞，正負(fù)極片之間用隔膜隔開，分別在正、負(fù)極片的一側(cè)預(yù)留有正、負(fù)極耳區(qū)，疊成芯胞時(shí)正、負(fù)極耳分別從芯胞兩側(cè)對(duì)稱伸出。方型電池的卷繞結(jié)構(gòu)和圓柱型電池的卷繞結(jié)構(gòu)類似，其區(qū)別是卷心是扁平形狀而非圓柱型。由于圓柱型電池和方型電池形狀的不同，結(jié)構(gòu)差別較大。一般情況下，圓柱型電池由于卷芯電流密度和散熱的限制，容量不能做得太大。方型電池保證厚度適當(dāng)?shù)那疤嵯?，通過增大長(zhǎng)、寬可以提高容量。其單體容量一般可以超過圓柱型電池的10倍以上。表1為圓柱型和方型電池的性能對(duì)比。可以看出兩種電池具有各自的特色。圓柱形電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，正負(fù)極界面緊密，生產(chǎn)線成熟，成本低，成組散熱好，安全性能優(yōu)秀。其缺點(diǎn)是內(nèi)阻相對(duì)較高，成組要求高。方型電池的優(yōu)勢(shì)是單體容量大組合簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)工藝復(fù)雜，大容量電池單體一致性難控制。另外，方型殼體容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，殼體容易破裂，電解液濺出引發(fā)安全隱患。

 

　　從全球應(yīng)用市場(chǎng)來看，大容量方型電池和小容量圓柱型電池在動(dòng)力領(lǐng)域都有應(yīng)用。目前磷酸鐵鋰電池行業(yè)的標(biāo)桿企業(yè)，美國(guó)A123的主打產(chǎn)品為18650/26650/32113三種型號(hào)的圓柱型電池，單體容量分別為2.5Ah-5Ah。