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电池知识

用18650做成电池组,怎么就没有做立方体硬壳锂电池的呢?

来源:宝鄂实业    2019-05-17 13:15    点击量:

本质上来说,18650当时的开发目的只是为了配合索尼摄像机的电池仓尺寸。

索尼是锂电池鼻祖和18650发明者,同时索尼本身又是当时电子产品行业的领导者。

所以,18650一下子就成了行业标准。

 

接下来回答核心问题,为啥是圆柱?

可以从两个方面去看待,

1,强度:

锂电池这个东西很危险,特别是现在的高镍三元类,

钢针穿刺,外部冲击撞击导致电芯变形等,

只要薄膜出现问题,引发了内部短路,那瞬间就炸,炸完后的燃烧温度还能有个6,700度。

圆弧造型有利于力的分散。方形在这方面略差。

所以安全角度,圆柱是首选。

 

2,制造成本,

从强度角度来说,蜂窝状菱形也不错。

但是,生产成本就差了好多。

折角工艺就比较麻烦了,效率没有卷绕高,成本比圆形卷绕要高。

方形电池目前体积都比较大,这样靠降低单位Wh的折角工艺频率来控制成本。

因此,当厂家定位需要制造小型电芯的时候,优先会考虑圆柱(软包外壳本质上也是卷绕出来的,只是最后放在方形的模具里热压一下让铝塑膜成型,比硬壳折角成本低)

 

所以,

还是看产品定位和用户,

在电量较多,体积较大,且电池空间比较规整的应用,适合大型的方形硬壳电池,这样可以减少很多成组配线和管理方面的难度和成本。例如电动巴士。

而一些造型多变,不怎么规整的,或者用量较少的应用,主要是圆柱。例如:电动工具

对空间极其严格的,就上软包了。例如手机数码可穿戴设备等。

锂电池早期是钢壳电芯,就是外壳是材质是钢。由于钢材质的金属膨胀系数不如铝壳材质,电池内部短路的时候,爆炸的几率比铝壳高,所以在手机上率先运用了方形铝壳电芯来替代钢壳电芯,由于超薄智能机的发展,手机锂电池现在发展到了第三代,铝塑膜材质的聚合物电芯。
早期的锂电池在消费电子领域主要是用在如笔记本和手机上面。手机上用的是方形钢壳电芯,笔记本上用的是18650。其型号的定义法则为:如18650型,即指电池的直径为18mm,长度为65mm,圆柱体型的电池。其实圆柱形的钢壳电芯并非只有18650,还有26650等其他尺寸。
做圆柱形电池,好处是锂电池厂批量性生产,卷绕机将隔膜和正负极卷绕的时候,可以自动化,尺寸单一如18650,就可以做出同样的尺寸,不同的容量配方的电池,降低成本。2008年中国山寨机流行的时候,手机设计的尺寸五花八门,方形铝壳电芯的尺寸几乎达到数十万种,造成了极大的资源浪费。
毋庸置疑,Apple的macbook的电池就是目前聚合物电池的先锋,看了macbook的设计和内部电池结构,再看其他家的,还在用过时的18650设计,你就知道产品之间的成本差距和设计差距了。
可能有人不禁要问了,特斯拉的电动车不就是18650的电池砖组成的吗?难道不先进?
我的回答是:特斯拉的专长是在电路监控上,他牛逼之处是能够将电池组中的每一颗电池进行有效的实时监控,但是并非是电池的革新,而是汽车的革新。TESLA电动车的电池采用了松下提供的NCA系列(镍钴铝体系)18650钴酸电池,单颗电池容量为3100毫安时。还是基于成本,目前聚合物电池表面是铝塑膜,软包不耐冲击,碰撞。若采用聚合物,特斯拉目前还过不了美国的汽车安全检查认证。
随着智能穿戴设备的兴起,智能手机的全面发展,小尺寸聚合物电池在数码领域将会越来越广泛。铝壳电芯将逐渐淘汰,18650在电动自行车,电动汽车领域的运用还将持续,直到聚合物电池的抗冲击,碰撞等安全问题得到有效的解决。