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分析21700圓柱形電池相關的幾個技術要點

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年12月18日  

從21700圓柱形電池相關的幾個技術要點出發


與軟包和方形鋰離子電池相比,18650圓柱形鋰離子電池是當時第一個商業化的動力鋰電池,自動化程度最高,成本最低。此外,特斯拉多年來一直在夾持,保持了全國三部分地區使用軟袋和方形電池的情況。


從特斯拉宣布Model3為21700開始,圓柱形電池家族又多了一顆星星。本文介紹了一些與圓柱形電池相關的技能。圓柱形電池,下面沒有特別說明,指的是18650。


圓柱形細胞結構


假如你看一下動力鋰電池,你會發現圓筒18560電池是討論最多的電池類型,討論最多的電池類型。該單體重要由正極、負極、隔膜、正極和負極集電極、安全閥、過流保護裝置、絕緣和外殼組成。殼體,早期多為鋼殼,后來重要為鋁殼。安全閥和PTC如下圖所示。


單過流保護設備,各廠家的規劃不相同,可以根據不同的安全要求,去到不同的價格,可以定制。一般安全設備重要有PTC正溫系數電阻和熔絲設備兩大類。


當PTC出現過大電流時,電阻升高,溫度的積累促進了PTC阻值的升高。當溫度超過一個閾值,它在未來急劇新增,這相當于從整個電路隔離故障的電池,防止進一步的熱失控的攻擊。


原則上,保險絲裝置就是一個保險絲。當遇到太多電流時,保險絲熔斷,電路斷開。


這兩種保護設備的差別在于前者是可以恢復的,后者是一次性的保護,一旦發生故障攻擊,系統必須認為有問題的單元要進行正常的更換操作。


圓柱形細胞特性


圓柱型電池,尤其是18650型,由于其結構特點和類型的標準化,在三種重要電池模式中自動化水平最高。這使得獲得高度的一致性和產量改進成為可能。數據顯示,三星、松下等國外領先的制造商可以達到98%的產品率,我國制造商也可以超過90%。


的優勢


1)如上所述,單體一致性好;


2)單體力學性能良好。與方形和軟包電池相比,封閉圓柱體在近似尺度下可獲得最高的彎曲強度;


3)技術精湛,成本低,但同時成本優化空間已幾乎被占用;


4)單體小能源和容易控制在一個事故的發生,但這也成為其替換的原因(流行的諺語說的,什么使你會毀了你,不會殺死你會讓你強壯,也是相同的東西)


缺陷,1)在電動汽車、電池系統缸單體的數量很大,這就新增了電池體系的復雜性,無論組織仍然是一個管理系統,相比其他兩種類型的電池,系統級圓柱電池成本高;


2)在不均勻的溫度環境下,大量細胞的不相似特點的概率會增大。當然,特斯拉之所以選擇18650作為計劃的開始,是因為這是一個不可能的選擇。從10年前開始,只有圓筒電池才有資格量產。電池的安全性和熱管理要求是其強大的電子控制系統背后的驅動力。


3)能量密度上升空間很小。據2016年新聞報道,超級電源單容量為4050mAh,電池能量為306Wh/kg。后來,沒有更高的記錄被發現。在給定的空間中,只有死磕數據,這是一條艱難的路。


?Tesila的Model3電池系統現在有21700個


特斯拉Model3完全使用了21,700塊三元鋰離子電池,開啟了圓柱形電池改進能力的新階段。特斯拉Model3的21700電池系統的能量密度約為300Wh/kg,比原型號18650電池的能量密度提高了20%以上,比單容量提高了35%,比系統成本降低了約9%。


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