Was sind die Merkmale von drei verschiedenen Verpackungsmethoden für Lithiumbatterien?

Einige Leute haben Statistiken über die 17 erfolgreichen Elektroautos gemacht. Die Ergebnisse zeigen, dass die acht Modelle quadratisch gewickelt sind, die sieben Modelle quadratisch gewickelt sind und die beiden Modelle zylindrisch gewickelt sind. Die Unterschiede bei der Auswahl der Batteriekonfigurationen für Elektrofahrzeuge spiegeln auch die Vor- und Nachteile dieser Konfigurationen wider.

Zylinderwicklung, Vierkantstapelung und Vierkantwicklung sind drei wichtige Konfigurationen von Leistungsbatterien. Hier entspricht der zylindrische Wicklungstyp der "Säulenbatterie" im Schaft des Problems, das quadratische Paket ist der "weiche Beutel" im Schaft des Problems und der quadratische Wicklungstyp entspricht dem "Quadrat" im Schaft . Einige Leute haben Statistiken über die 17 erfolgreichen Elektroautos gemacht. Die Ergebnisse zeigen, dass die acht Modelle quadratisch gewickelt sind, die sieben Modelle quadratisch gewickelt sind und die beiden Modelle zylindrisch gewickelt sind. Die Unterschiede bei der Auswahl der Batteriekonfigurationen für Elektrofahrzeuge spiegeln auch die Vor- und Nachteile dieser Konfigurationen wider.

Zylinderwicklung

Der zylindrische Wicklungstyp ist eine sehr klassische Batteriekonfiguration. Es wird seit langem in Nickel-Wasserstoff- und 3C-Lithiumionen c verwendet. Die Branche hat auch viel Erfahrung im Produktionsdesign gesammelt. Die Vorteile des zylindrischen Wicklungstyps umfassen eine hohe Produktionseffizienz, eine gute Konsistenz usw. Die Nachteile umfassen eine geringe Raumnutzung, die durch die zylindrische Form und die Temperaturverteilung verursacht wird, die durch eine schlechte radiale Wärmeleitung verursacht werden. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit der zylindrischen Batterie sollte die Anzahl der Wicklungen der Batterie nicht zu groß sein (die Anzahl der Wicklungen der 18650-Batterie beträgt im Allgemeinen etwa 20 Kreise), sodass die Monomerkapazität gering ist und a benötigt wird große Menge bei Verwendung in einem Elektrofahrzeug. Die Batteriemodule und Batteriepacks werden einzeln zusammengebaut, und der Verbindungsverlust und die Verwaltungskomplexität werden erheblich erhöht.

Die Form einer zylindrisch gewickelten Batterie sieht einfach aus, aber das interne Design ist nicht einfach. Gutes Batteriedesign ist ein komplexes Problem, das viele Bereiche wie Elektrochemie, Wärme, Elektrizität, Maschinen usw. umfasst und hohe Anforderungen an Batterieentwickler stellt. Ich möchte zwei kleine Beispiele geben.

Beispiel 1: Die folgende Abbildung zeigt die Innenabmessungen (Einheit: mm) einer bestimmten 18650-Batterie. Die Länge der positiven und negativen Pole wird um fast 1,5 Meter erhöht, aber die Breite des für die Drainage verwendeten Ohrs beträgt nur 4 mm. Batterieentwickler müssen die Parameter des Ohrs (Position, Anzahl usw.) und der Elektrodenbeschichtung sorgfältig auswählen, um die ungleichmäßige Stromverteilung auf der Platte und die ungleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der Batterie zu verringern.

Um dieses Problem zu lösen, besteht eine einfache Methode darin, einen Stift in der Mitte der Wicklung hinzuzufügen, um die Verformung des Kerns zu unterdrücken.

2. Quadratische Kaskadierung

Im Gegensatz zum gewickelten Typ, der durch Aufwickeln einer einzelnen positiven und negativen Elektrodenfolie gebildet wird, wird die laminierte Batterie durch Laminieren mehrerer Elektrodenfolien gebildet. Die Vorteile des quadratischen Stapelns umfassen: 1) dünne Dicke (begrenzt durch die Stanzfestigkeit der Aluminiumkunststofffolie, im Allgemeinen nicht mehr als 1 cm), so dass die Wärmeableitungsleistung sehr gut ist; 2) viele Polstücke, jedes Stück hat einen Flansch und die Laschen sind miteinander verschweißt, und die Stromdichteverteilung auf der Platte ist gleichmäßig; 3) der Blatttyp ist einfach, das Modul und den akku zu formen, und die Raumnutzungseffizienz ist hoch; 4) Die Aluminium-Kunststofffolienverpackung ist leicht und wird abgesaugt und elektrisch. Der enge Sitz des Kerns trägt dazu bei, das unwirksame Gewicht und Volumen zu reduzieren.

Zu den Mängeln dieser Konfiguration gehören jedoch:

1) Die langfristige Zuverlässigkeit der Aluminium-Kunststoff-Folienverpackung ist schwer zu gewährleisten, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

2) Der Batteriekörper ist weich und der Kontaktwiderstand zwischen den Polstücken kann groß sein, was auf Modulebene oder Batterieebene gelöst werden muss.

3) Im Vergleich zur gewickelten Batterie ist die Produktionseffizienz gering.

3. Quadratische Wicklung

Der Typ mit quadratischer Wicklung kombiniert die quadratischen Erscheinungsmerkmale (ist jedoch tendenziell dicker) und das Herstellungsverfahren für zylindrisch gewickelte Platten, das die Vorteile einer hohen Raumnutzung und einer hohen Produktionseffizienz bietet. Das Design dieses Batterietyps ist jedoch auch das komplizierteste. Es sind viele Entwurfsvariablen zu berücksichtigen, und es ist auch erforderlich, die Zusammenarbeit zwischen dem Gehäuse und dem Batteriekern zu berücksichtigen. Zusammenfassend müssen wir zum Vergleich der Vor- und Nachteile verschiedener Konfigurationen die Vor- und Nachteile des Batteriedesigns unter verschiedenen Gesichtspunkten wie Wärme, Mechanik und Zuverlässigkeit und nicht nur unter Berücksichtigung der traditionellen elektrochemischen Eigenschaften analysieren. Dies ist eine neue Herausforderung und eine neue Chance für die Batterieindustrie nach der Entwicklung von Elektrofahrzeugen.

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