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电池专题

不同包装结构的锂电池是不是优缺点也不一样呢、

来源:宝鄂实业    2019-05-06 12:50    点击量:
物理微短路是造成锂动力电池端电压下降的直接原因,其直接表现是锂动力电池在常温、高温存储一段时间后,锂动力电池电压低于正常截止电压。与化学反应引起自放电相比,物理微短路引起的自放电是不会造成锂动力电池容量不可逆损失的。

通过观察和测量拆开的锂动力电池隔膜上黑点的数量、形貌、大小、元素成分等,来判断锂动力电池物理自放电的大小及其可能的原因:一般情况下,物理自放电越大,黑点的数量越多,形貌越深(特别是会穿透到隔膜另一面);依据黑点的金属元素成分判断锂动力电池中可能含有的金属杂质。引起物理微短路的原因很多,分为如下几种:

1)粉尘。将微短路的锂动力电池拆开,可发现锂动力电池的隔膜上会出现黑点。如果黑点的位置处于隔膜中间,大概率是因粉尘击穿的。锂动力电池在生产制造过程中,不可避免的混入灰尘杂质,这些杂质属性复杂,有些杂质可以造成正负极的轻微导通,使得电荷中和,电量受损。

锂动力电在制成时,杂质造成的微短路所引起的不可逆反应,是造成个别锂动力电池自放电偏大的最主要原因。空气中的粉尘或者制成时极片、隔膜沾上的金属粉末都会造成内部微短路。生产时绝对的无尘是做不到的,当粉尘不足以达到刺穿隔膜进而使正负极短路接触时,其对锂动力电池的影响并不大。

但是当粉尘严重到刺穿隔膜这个“度”时,对锂动力电的影响就会非常明显。由于有是否刺穿隔膜这个“度”的存在,因此在测试大批锂动力电自放电率时,经常会发现大部分锂动力电的自放电率都集中在一个不大的范围内,而只有小部分锂动力电的自放电明显偏高且分布离散,这些应该就是隔膜被刺穿的锂动力电。

2)毛刺。将微短路的锂动力电池拆开,当发现锂动力电池的隔膜上出现的黑点处于边缘位置占多数,便是极片分切过程中产生的毛刺引起的。在锂动力电池电芯生命初期,只表现为自放电较高,而时间越长,其造成正负极大规模短路的可能性越大,是锂动力电池热失控的一个重要成因。

3)正极金属杂质。正极的金属杂质经过充电反应后,也是击穿隔膜,在隔膜上形成黑点,造成了物理微短路的原因。一般来说,只要是金属杂质,都会对锂动力电池自放电产生较大影响,一般是金属单质影响最大。据部分文献所述,影响排序如:Cu>Zn>Fe>Fe2O3。比如很多正极铁锂材料就会面临自放电过大的问题,也就是铁杂质超标引起的。

4)负极金属杂质。由于原电池的形成,负极金属杂质会游离出来,在隔膜处沉积而造成隔膜导通,形成物理微短路,某些低端的负极材料经常会遇见这样的情况。负极浆料中的金属杂质对自放电的影响力不及正极中的金属杂质,其中Cu、Zn对自放电影响较大。

5)辅材的金属杂质。例如CMC、胶带中的金属杂质。随着时间的增加,金属杂质引发的金属枝晶在不断生长,最后穿透隔膜,导致正负极的微短路,不断消耗电量,导致锂动力电池端电压降低。软包锂电池是聚合物锂电池的另一种叫法,而且软包锂电池主要有以下几种优点:

1、安全性能好软包电池,不会像钢壳铝壳那样发生爆炸事故,通常在发生安全隐患的情况下,外壳最多只会鼓气裂开。

2、体积小、重量轻、高能量:在重量上,软包电池较同等容量的钢壳锂电轻40%,与铝壳电池相比轻20%。在容量上,软包锂电池比同样规格尺寸的钢壳电池容量高10~15%,较铝壳电池高5~10%。

3、内阻小:我们都知道,锂电池本身会发生不可避免的自放电反应,而内阻越大,自放电越强烈。相对来说,软包锂电池的内阻较小,这样极大的降低了电池的自耗电。

4、设计灵活:软包电池的形状可由特定的市场需求而决定,根据电池箱体的具体尺寸进行定制化设计,或者通过多种电池排布方式,实现充分利用电池箱体的内部空间,满足差异化的需求。

据了解,软包锂电池主要应用领域可细分为3C领域、动力领域和储能领域。软包电池的应用首先是在3C领域,近年,尤其是在笔记本电脑、手机电池等用品上占比可达60%以上。同时,随着新能源汽车持续发展,软包锂电市场渗透率也在不断提高。而储能市场则是锂电池应用的新兴领域,短期应用软包较少,未来随着软包成本的下降,在此领域也具备较大的增长潜力。

另外,软包锂电池与其他电池最大的不同之处,在于软包材料,使用铝塑复合膜,这也是软包锂电池中最关键的、技术难度最高的材料。

目前,市场上现有的软包电芯型号仍较少,而且研发成本普遍较高。有业内人士指出,软包电池市场份额不断扩大的原因主要是随着技术的成熟,软包电池在安全性、比能量、循环寿命和灵活设计上的优势逐渐凸显,特别是三元软包电池在能量密度上取得了巨大的进步。

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