方形鋰電池的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點有哪些

來源：存能電氣  日期：2019-05-15 12:12  瀏覽量：次

　　方形鋰電池的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點有哪些？目前，主流的鋰電池封裝形式主要有三種，即圓柱、方形和軟包。方形鋰電池通常是指鋁殼或鋼殼方形電池，方形電池的普及率在國內(nèi)很高。方形電池的結(jié)構(gòu)較為簡單，不像圓柱電池采用強度較高的不銹鋼作為殼體及具有防爆安全閥的等附件，所以整體附件重量要輕，相對能量密度較高。

　　方形鋰電池的結(jié)構(gòu)

　　一個典型的方形鋰電池，主要組成部件包括：頂蓋，殼體，正極板、負極板、隔膜組成的疊片或者卷繞，絕緣件，安全組件等。其中，紅圈中的兩個是安全結(jié)構(gòu)，NSD針刺安全裝置；OSD過充保護裝置。

　　針刺安全保護裝置。這是在卷芯的最外面加上了金屬層，例如銅薄片。當針刺發(fā)生時，在針刺位置產(chǎn)生的局部大電流通過大面積的銅薄片迅速把單位面積的電流降低，這樣可以防止針刺位置局部過熱，緩減鋰電池熱失控發(fā)生。

　　過充安全保護裝置，目前這個安全設(shè)計在很多電池上都能看到。一般是一個金屬薄片，配合fuse使用，fuse可以設(shè)計到正極集流體上，過充時鋰電池內(nèi)部產(chǎn)生的壓力使得OSD觸發(fā)內(nèi)部短路，產(chǎn)生瞬間大電流，從而使Fuse熔斷，從而切斷電池內(nèi)部電流回路。

　　殼體一般為鋼殼或者鋁殼，隨著市場對能量密度的追求的驅(qū)動以及生產(chǎn)工藝的進步，鋁殼逐漸成為主流。

　　方形鋰電池的優(yōu)缺點有哪些？

　　優(yōu)點，方形鋰電池封裝可靠度高；系統(tǒng)能量效率高；相對重量輕，能量密度較高；結(jié)構(gòu)較為簡單，擴容相對方便，是當前通過提高單體容量來提高能量密度的重要選項；單體容量大，則系統(tǒng)構(gòu)成相對簡單，使得對單體的逐一監(jiān)控成為可能；系統(tǒng)簡單帶來的另外一個好處是穩(wěn)定性相對好。

　　缺點，由于方形鋰電池可以根據(jù)產(chǎn)品的尺寸進行定制化生產(chǎn)，所以市場上有成千上萬種型號，而正因為型號太多，工藝很難統(tǒng)一；生產(chǎn)自動化水平不高，單體差異性較大，在大規(guī)模應用中，存在系統(tǒng)壽命遠低于單體壽命的問題。

　　圓柱、方形和軟包鋰電池的對比

　　1.電池形狀：方形鋰電池可以任意大小，所以是圓柱電池不能比的。

　　2.倍率特性：圓柱形鋰電池焊接多極耳的工藝限制，所以倍率特性稍差于方形多極耳方案

　　3.放電平臺：采用相同的正極材料、負極材料、電解液所以理論上放電平臺是一致的，但是方形電池內(nèi)阻稍占優(yōu)勢，所以放電平臺稍微高一點。

　　4.產(chǎn)品質(zhì)量：圓柱鋰電池工藝非常成熟，極片公有二次分切缺陷機率低，且卷繞工藝較疊片工藝成熟度及自動化程度都要高疊片工藝目前還在采用半手工方式，所以對于電池的品質(zhì)存在不利影響。

　　5.極耳焊接：圓柱鋰電池極耳較方形鋰電池更易焊接，方形電池易產(chǎn)生虛焊影響電池品質(zhì)。

　　6.PACK成組：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。

　　7.結(jié)構(gòu)特點：方形電池邊角處化學活性能較差，長期使用電池性能下降較為明顯。

　　總之，無論圓柱、方形還是軟包電池，目前之所以都能快速發(fā)展，是因為它們在各自擅長的應用領(lǐng)域，都得到了很好的應用。

　　鋰電池因其電芯制造工藝不同，分為圓柱，方形，軟包三種封裝形式。每種封裝各具特色，體現(xiàn)出不同類型鋰電池的性能優(yōu)缺點。方形鋰電池由于安全性高，能夠通用于乘用車和商用車，無論純電動還是混合動力。