26650鋰電池的優(yōu)勢以及圓柱形32650鋰電池的安全性剖析
來源:寶鄂實業(yè)
2021-05-09 17:10
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26650鋰電池的優(yōu)勢
26650鋰電池,現(xiàn)在首要用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鎳鉻、鎳氫電池,用于礦燈、手電筒、電動工具、玩具、儀器儀表、ups后背電源、通訊設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備以及軍工燈等范疇。其優(yōu)勢,相關(guān)于鎳鉻、鎳氫電池而言,首要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1、能量密度高,自放電率低
26650鋰電池的容量是平等質(zhì)量的鎳氫電池的1.5--2倍,一起,國內(nèi)的26650鋰電池內(nèi)阻小于60mΩ,極大的降低了電池的自耗電,在延長使用時刻的一起能夠延長電池的使用壽命。
2、充放電功能穩(wěn)定
26650鋰電池沒有回憶效應(yīng),遇熱不分化,安全功能高,壽命循環(huán)長。
3、電壓高
26650鋰電池電壓一般都在3.6、3.7V以上,遠高于鎳鉻、鎳氫電池。
4、能夠串聯(lián)或許并聯(lián)使用組合成18650鋰電池組
5、環(huán)保無污染
圓柱形32650鋰電池的安全性剖析
安全性比照剖析
1.在極點狀況下的安全性比照
動力電池在車輛發(fā)生嚴(yán)重事端等極點條件下的安全性是人們最為關(guān)心的問題,因為這直接關(guān)系到生命財產(chǎn)安全。圓柱電池容量小,經(jīng)過串并組合到達動力電池組的容量、電壓的要求。以現(xiàn)在32650電池為例,電池容量只要5Ah。而大方型電池單體容量一般都超越幾十安時,有的到達100Ah以上。在電池呈現(xiàn)磕碰、擠壓等極點危險狀況下,圓柱型小電池其開釋的能量要遠遠小于大方型電池單體。現(xiàn)在沃特瑪5Ah電池的電解液只要20克,而大方型電池,如50Ah單體,其電解液量要超越200克。該方型單體電池的電解液量是小型圓柱電池的10倍以上。一旦在事端中某個單體電芯呈現(xiàn)漏液,則因電解液走漏而引起的燃燒程度也會是小型圓柱電池的10倍以上。從這方面來講,小型圓柱電池的安全性比大電池要好許多。當(dāng)小型圓柱電池遭到損壞,其燃燒的威力要遠遠小于大的方型電池。經(jīng)過對單個電池的分離維護,某一單體電池呈現(xiàn)問題,不會波及其他電池。經(jīng)過將能量渙散的方法,使電池的安全性極大進步。
在承受碰擊方面,圓柱型電池和方型電池體現(xiàn)不同較大。圓柱型電池相關(guān)于方型電池具有較好的抗形變能力,各個方向上受力均勻,形變保持能力是現(xiàn)在所有電芯工藝中最優(yōu)異的,合作自主研發(fā)的安全組合蓋帽,安全性得到了極大的進步。即便在高速沖撞擠壓進程中,圓柱形電芯有一定的變形,但也不會起火燃燒。關(guān)于方型電池,面積較大的一面容易形變,在高速沖撞擠壓進程中,電芯外殼不能很好的確保電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu),很容易導(dǎo)致內(nèi)部正負極片的錯位短路;關(guān)于這種瞬間的沖擊,方型電芯無法迅速做出反響。
另外,關(guān)于大的方型電芯,因為其旁邊面面積較大,承受到其他物體碰擊的概率要高得多,因而在安全事端中,單體電芯被撞壞而形成短路的可能性要比小的圓柱電芯大許多。而關(guān)于小型圓柱電池組合,一旦電池箱受到強烈碰擊,小型圓柱電池首要斷開的當(dāng)?shù)乜赡苁歉鱾€單體電芯的鉚接點,而因為電芯體積較小,較大的可能性是被撞散,電池組失效。這對進步動力電池組的安全性具有重大意義。因而選用小容量的圓柱型電池組合的電池組在車輛呈現(xiàn)事端時,能夠提供更長的逃生時刻。依據(jù)沃特瑪?shù)臏y驗,電池在烈火中燃燒,電解液噴出引發(fā)劇烈燃燒的時刻在10分鐘后。
2.散熱方面的比照
在單體散熱方面,因為圓柱型電池和方型電池的形狀不同,散熱作用體現(xiàn)不同較大。以50Ah方型電池為例,其表面積容量比大約在1x10-3m2/Ah;而32650-5Ah圓柱電池的表面積容量比約為1.6x10-3m2/Ah;相比之下大了60%。在外界條件完全相同的狀況下,圓柱型小電池在散熱方面具有天然的優(yōu)勢。
圓柱型電池在組合時,電池之間有縱向間隙,這為電池的散熱提供天然的散熱途徑。理論上散熱截面積至少在15.9%(嚴(yán)密擺放)和21.9%(立方擺放)。圖3為沃特瑪圓柱電池的組合結(jié)構(gòu)實物圖,能夠看出組合后具有杰出的散熱通道。圓柱電池組合的天然的散熱通道確保了電池的散熱作用,進步了電芯安全性。
3.安全機制比照
兩種電池結(jié)構(gòu)都具有防爆安全閥。方型電池的安全閥一般坐落端側(cè),閥面積要大于圓柱電池的安全閥??墒羌偃缈紤]到電池的容量,即單位容量的閥面積,方型電池要遠遠小于圓柱電池。一旦電池呈現(xiàn)失效狀況,特別是極點的碰擊狀況,方型電池安全閥的有效性要落后于小型圓柱電池。圓柱電池組合蓋帽兼具防爆安全閥和電流堵截設(shè)備CID(CurrenTInterruptDevice),如圖4所示。這一點在方型電池上很少使用。當(dāng)呈現(xiàn)外部短路或當(dāng)電池內(nèi)壓到達1.2MPa安全戒備值時,首要CID設(shè)備啟動,正負極之間斷開,主動堵截電流自行維護,電池內(nèi)部回路斷開;當(dāng)電池內(nèi)壓到1.8MPa安全戒備值時,泄壓構(gòu)件安全閥會打開,氣體排出,避免爆破危險?,F(xiàn)在,安全型組合蓋帽工藝?yán)暇?,使圓柱型電芯的安全性得到了很好的確保。
4.成組一致性比照
眾所周知,單體電池的一致性對電池組的壽命、安全性等各個方面目標(biāo)具有較大的影響。大方型電池生產(chǎn)工藝的雜亂性決定了現(xiàn)在單體電池的一致性較差。在成組后電池的一致性問題直接對安全性形成影響。因為容量少,內(nèi)阻高的電池更多的面對過充過放帶來的危險。圓柱電池生產(chǎn)工藝?yán)暇?,電池一致性較高。在電池組合后,低容量電池呈現(xiàn)的幾率較低。即便呈現(xiàn)低容量電池,因為多個并聯(lián),經(jīng)過自均衡的方法最大程度上消除了不一致的影響。
5.圓柱電池安全測驗
為了驗證圓柱電池的安全性,對圓柱單體電池及電池組進行了安全測驗。圖5為圓柱型電池組針刺試驗相片。當(dāng)鋼釘穿透電池時,電池內(nèi)電解液走漏,電池表面溫度急劇升高,電壓緩慢下降,電解液汽化冒出少數(shù)白煙,包裹電池用的絕緣塑料膠套被高溫熔化,進程持續(xù)大約10min后現(xiàn)象消失,最終短路電池電壓降為零,進程最高溫度上升到141℃。電池不爆破,不燃燒。完全符合UL2580(及SAEJ2464)規(guī)范。圖6為圓柱型電池組碰擊測驗前后的相片。電池組在遭到重物碰擊后,電池明顯受損,但電池?zé)o起火、無漏液、無冒煙或爆破,電池電壓基本無變化。符合UL1642規(guī)范。表2為電池組進行的安全測驗項目。從實測成果看,圓柱型電池體現(xiàn)出杰出的安全功能。圖7為更為苛刻的燃燒測驗進程相片。從實測成果看,電池的防爆片開啟的電池表面溫度在240℃左右,電池開釋出氣體,電解液局部燃燒,不呈現(xiàn)爆破現(xiàn)象?;鹧嫦绾箅姵貧んw結(jié)構(gòu)也并未遭到損壞。依據(jù)UL1642要求“試驗進程中單體電池的全部和部分不應(yīng)該穿透鋼絲網(wǎng)”,從試驗成果標(biāo)明安全性到達UL規(guī)范。
現(xiàn)在小型圓柱電池現(xiàn)已大量使用于電動汽車中,為了驗證電池在汽車事端中的安全性,對整車進行了磕碰測驗。磕碰規(guī)范按C-NCAP進行。對該車別離進行時速50公里與剛性固定妨礙100%重疊率正面磕碰,時速56公里對可變形妨礙40%重疊率的正面偏置磕碰,可變形移動妨礙時速50公里與車輛的旁邊面磕碰。圖8為整車磕碰后的相片。從磕碰后車輛取下電池進行檢測,電池組基本無缺,無冒煙,無燃燒。整車磕碰試驗驗證了小型圓柱電池使用于電動汽車的安全優(yōu)勢。
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