圓柱锂電池都有哪些?
圓柱锂電池與軟包和方形锂電池相比是商業化最早,生産自動化程度最高,當前成本最低的一種锂電池。目前市場主要有18650圆柱形锂電池和21700圆柱锂電池,其他常见的圆柱锂電池规格有14650、17490、18650、21700、26650等。


圆柱形锂電池分为磷酸铁锂、钻酸锂、锰酸锂、钻锰混合、三元材料不同体系,外壳分为钢壳和聚合物两种,不同材料体系电池有不同的优点。目前,圆柱主要以钢壳圆柱磷酸鐵锂電池为主,这种电池的表现为容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学性能稳定、使用安全、工作温度范围宽、对环境友好。
圆柱锂電池结构:单体主要由正极,负极,隔膜,正极负极集电极,安全阀,过流保护装置,绝缘件和壳体共同组成。壳体,早期钢壳较多,当前以铝壳为主。
單體過流保護裝置,每個廠家的設計並不相同,根據對安全性要求的不同,價格要去不同,可以進行定制。一般的安全裝置主要有PTC正溫度系數電阻和熔斷裝置兩大類。
PTC,當出現過大電流,電阻發熱,溫度積累更促進PTC阻值的上升,當溫度超過一個阈值以後,陡然增大,相當于把故障電芯從總體回路中隔離開來,避免進一步熱失控的發生。
熔斷裝置,原理上就是一個熔絲,遇到過大電流,熔絲熔斷,回路被斷開。
兩種保護裝置的區別在于前者可恢複,後者的保護是一次性的,一旦故障發生,系統必須認爲更換問題電芯才能正常工作。
圆柱锂電池特点
圆柱锂電池电芯,尤其18650,由于其自身结构特点,也由于其型号的标准化,圆柱电芯生产的自动化水平,在3种主要电芯形式中为最高。这就使得高度一致性成为可能,成品率相应得到提高。
圆柱锂電池优点
1)如前面所述,單體一致性較好;
2)單體自身力學性能好,與方形和軟包電池相比,封閉的圓柱體,近似尺寸下,可以獲得最高的彎曲強度;
3)技術成熟,成本低,但同時,成本優化的空間也已經消耗的差不多;
4)單體能量小,發生事故時,形式易于控制,但這一點也正在成爲它被取代的理由(那句流行的話怎麽講,成就你的也將毀滅你,殺不死你的也必將使你強大,物同此理啊)
5)圆柱锂電池PACK成组
圓形電池相對具有更易用特點,所以PACK方案簡單,散熱效果好,方形電池PACK時要解決好散熱的問題。
圆柱锂電池缺点:
1)在電動汽車這個語境中,電池系統的圓柱單體數量都很大,這就使得電池系統複雜度大增,無論機構還是管理系統,相對于其他兩類電池,系統級別的成本圓柱電池偏高;
2)在溫度環境不均勻條件下,大量電芯特性異化的概率上升,當然,特斯拉之所以在設計之初選擇18650,相信只是個無奈之選,因爲10年前,能夠大批量生産的合格動力電池,只有圓柱電池。而電池的安全和熱管理需求,反而是它強大電控系統的研發動力。
3)能量密度的上升空間已經很小,2016年的新聞,超威把單體容量做到4050mAh,電芯比能量306Wh/kg,此後沒有看到更高的記錄。在既定空間內,只有死磕材料,公認是一條難走的路。
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