鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:6823次 | 2021年04月21日
什么是軟包電池?軟包電池結(jié)構(gòu)及工作原理介紹
世界風(fēng)能、太陽能資源豐富,只有轉(zhuǎn)化為電能才能實(shí)現(xiàn)高效利用。自19世紀(jì)以來,世界風(fēng)電、太陽能發(fā)電技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)緩慢發(fā)展歷程。
進(jìn)入21世紀(jì),隨著世界各國對(duì)清潔能源發(fā)展的重視和新能源技術(shù)的快速發(fā)展,風(fēng)電和太陽能發(fā)電已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)利用的新階段。
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新能源發(fā)展是全球長期戰(zhàn)略布局,在未來幾年將是新能源的快速成長期,技術(shù)的成熟和產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展將開啟新能源飛速發(fā)展。盡管目前全球能源格局中,石油、煤、天然氣仍然占據(jù)重要位置,占比約88%。可再生能源盡管僅占12%左右,但近年來上升較快,這與各國推出的優(yōu)惠激勵(lì)政策密不可分。世界各國都將新能源開發(fā)提到了國家戰(zhàn)略的高度,在大幅新增對(duì)新能源的研發(fā)投入的同時(shí),還提出了中長期發(fā)展的具體目標(biāo)軟包電芯,其實(shí)就是使用了鋁塑膜作為包裝材料的電芯。相對(duì)來說,鋰離子電池的包裝分為兩大類,一類是軟包電芯,一類是金屬外殼電芯。金屬外殼電芯又包括了鋼殼與鋁殼、圓柱和方形等等。
軟包電池的包裝材料和結(jié)構(gòu)使其擁有一系列優(yōu)勢(shì),比如,安全性能好,軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝,發(fā)生安全問題時(shí),軟包電池一般會(huì)鼓氣裂開,而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣發(fā)生爆炸;重量輕,軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰離子電池輕40%,較鋁殼鋰離子電池輕20%;內(nèi)阻小,軟包電池的內(nèi)阻較鋰離子電池小,可以極大的降低電池的自耗電;循環(huán)性能好,軟包電池的循環(huán)壽命更長,100次循環(huán)衰減比鋁殼少4%~7%;設(shè)計(jì)靈活,外形可變?nèi)我庑螤?,可以更薄,可根?jù)客戶的需求定制,開發(fā)新的電芯型號(hào)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
軟包在動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域的占比已超過方形和圓柱,據(jù)統(tǒng)計(jì),2015年國內(nèi)方形、圓柱、軟包鋰離子電池產(chǎn)量分別為17GWh、10.1GWh、19.8GWh,占比分別為36.4%、21.5%、42.3%。
隨著新能源汽車新補(bǔ)貼政策的出臺(tái),電池的系統(tǒng)能量密度成為一項(xiàng)重要考核指標(biāo)。三元軟包電池容量較同等尺寸規(guī)格的鋼殼鋰電高10~15%、較鋁殼電池高5~10%,而重量卻比同等容量規(guī)格的鋼殼電池和鋁殼電池更輕,因此,補(bǔ)貼新政對(duì)三元軟包電池更加有利。鑒于軟包電池的優(yōu)勢(shì),業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì),隨著電池路線的發(fā)展,軟包電池在新能源汽車市場(chǎng)的滲透率將不斷提升,未來軟包電池在各類型電池中的占比有望超過50%。
外殼使用材料決定了他們的封裝方式不同。軟包才有鋁塑膜,需使用熱封裝;金屬外殼一般使用激光焊接封口。鋁塑膜一般有三層,尼龍層是保證了鋁塑膜的外形,減輕對(duì)外殼的損傷,保證在制造成鋰離子電池之前,膜不會(huì)發(fā)生變形,阻止空氣尤其是氧的滲透,維持電芯內(nèi)部的環(huán)境,同時(shí)保證包裝鋁箔具備良好的形變能力。Al層就是一層金屬Al構(gòu)成,其用途是防止水的滲入,維持電芯內(nèi)部的環(huán)境具有一定的厚度強(qiáng)度能夠防止外部對(duì)電芯的損傷。鋰離子電池很怕水,一般要求極片含水量都在PPM級(jí),所以包裝膜一定能夠擋住水氣的滲入。尼龍不防水,無法起到保護(hù)用途。而金屬Al在室溫下會(huì)與空氣中的氧反應(yīng)生成一層致密的氧化膜,導(dǎo)致水氣無法滲入,保護(hù)了電芯的內(nèi)部。Al層在鋁塑膜成型的時(shí)候還供應(yīng)了沖坑的塑性。PP是聚丙烯的縮寫,這種材料的特性是在一百多攝氏度的溫度下會(huì)發(fā)生熔化,并且具有黏性。所以電池的熱封裝重要靠的就是PP層在封頭加熱的用途下熔化黏合在一起,然后封頭撤去,降溫就固化黏結(jié)了,PP不會(huì)被電芯內(nèi)有機(jī)溶劑溶解、溶脹等,有效阻止內(nèi)部電解質(zhì)等與Al層接觸,防止Al層被腐蝕。
鋁塑膜看上去很簡單,實(shí)際做起來,如何把三層材料均勻地、牢固地結(jié)合在一起也不是那么容易的事。很遺憾的是,現(xiàn)在質(zhì)量好的鋁塑膜基本上都是日本進(jìn)口的,國產(chǎn)的質(zhì)量還有待改進(jìn)。
一工段和一般電池工藝相同,此處不再贅述。極片成型方式通常采用模切,極耳采用激光切或者模切。極片堆疊方式,疊片一般采用Z字型極片和卷繞型極片,把切好后的一片一片的極片,通過堆疊貼膠后成一個(gè)卷芯,放入沖好的鋁塑膜坑里,接下來我們講一下沖坑。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備