方形电池典型问题和应对
来源：宝鄂实业
2019-11-04 21:43
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1）旁边面鼓胀问题
锂离子电池在充放电进程中电池的内部存在一定的压力(经历数据0.3～0.6 MPa)，在相同的压力下，受力面积越大，电池壳壁的变形越严峻。引起电池胀大的重要原因：化成时构成SEI 的进程中发生气体，电池内气压升高，因为方形电池平面结构耐压能力差，因此形成壳体变形；充电时电极资料晶格参数发作改变，形成电极胀大，电极胀大力作用于壳体，形成电池壳体变形；高温储存时，少量电液分化及因为温度效应气体压力增大，形成电池壳体变形。在以上三个原因中电极胀大而引起的壳体胀大是最首要原因。
方形电池的鼓胀问题是一个通病，特别是大容量方形锂离子电池更为严峻，电池鼓胀会形成电池的内阻添加、局部的电液枯竭乃至壳体决裂，严峻地影响了电池的安全性及循环寿数。
张超等人给出的方案，使用小结构方式，加强壳体强度；优化摆放方法两个视点，解决方形电池鼓胀问题。
加强壳体强度，把本来的平面壳体规划成加强结构，并以向壳体内部镇压的方法，测验壳体加强结构规划的作用，依照固定方法的不同（固定长度方向和固定宽度方向），别离测验。可以显着观察到加强结构的作用。以宽度固定景象为例，在0.3Mpa压力下，有加强结构的变形量为3.2mm，而没有加强结构的壳体变形量达到4.1mm，变形量降低了20%以上。
优化模组中电芯摆放方法，研讨人员比照了两种摆放型式，如下图所示，变形量如下面表格所示。比照发现，摆放方法Ⅱ的厚度方向变形量显着小于摆放方法Ⅰ。
2）大型方形电池散热功能变差
跟着单体体积的增大，电池内部发热部分间隔壳体的间隔越来越长，传导的介质、界面越来越多，使得散热变得困难，并且在单体上，热量分布不均的问题越来越显着。
吴伟雄等人进行了一项研讨，试验选用3.2 V/12 Ah 的方形锂离子电池，其基数如表1 所示。电池充放电设备为新威CT-3001W-50V120ANTF,测验进程中环境温度为31 ℃，散热方法为空气冷却，用温度巡检仪记录电池的温度改变。试验进程：
1) 压充电，用12A 电流给电池充电至充电截止电压3.65V止电流1.8A；
2) 放置，充电后放置1 小时以使电池安稳；
3) 恒流放电，以不同的倍率放电至放电截止电压2 V。其间，放电倍率别离按为1C、2C、3C、4C、5C、6C 设定。
为不同放电倍率下电池外表的温度改变，可以看到，跟着倍率添加，温度也越来越高，各放电倍率对应的电池外表最高温度别离为38.1、48.3、56.7、64.4、72.2、76.9 ℃。3C 倍率放电时，最高温度已超越50 ℃。6C 时温度达到了76.9 ℃且超越50 ℃的时刻为470 s，占到了整个放电进程的三分之二，这对于电池安全持续作业非常晦气。
使用相变资料作为导热介质，附着在单体电芯外表，散热作用得到大幅度改进。
另外，也有方案，将导热资料与水冷相结合，让水冷体系把导热资料吸收过来的热量传递到体系外部去，其方式如下图所示：
锂电池体系，对于避免热失控问题，最理想的便是可以直接检测到每一颗电芯的参数（最基本的温度，电压、电流等），这样的话，即使没有新型物美价廉功用好的新型传感器呈现，对热失控的预警和处置也都会成为或许。体系内电芯数量少，这应该是方形电池重要的竞争力之一。
