什么是圆柱形锂电池?
1、圆柱电池的定义
圆柱锂电池分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合、三元材料等不同体系。外壳分为钢壳和聚合物两种。不同的材料系统具有不同的优势。目前圆柱体以钢壳圆柱磷酸铁锂电池为主,其特点是容量大、输出电压高、充放电循环性能好、输出电压稳定、大电流放电、电化学性能稳定、使用安全,工作温度范围广,环保,广泛应用于太阳能灯,草坪灯,后备能源,电动工具,玩具模型。
2、圆柱电池结构
典型圆柱电池的结构包括:外壳、盖帽、正极、负极、隔板、电解液、PTC元件、垫片、安全阀等。一般来说,电池壳是电池的负极,盖帽是电池正极,电池外壳采用镀镍钢板。
3、圆柱锂电池的优点
与软包、方形锂电池相比,圆柱锂电池开发时间最长、标准化程度更高、技术更成熟、成品率高、成本低。
-生产工艺成熟,PACK成本低,电池产品成品率高,散热性能好
-圆柱电池形成了一系列国际统一的标准规格型号,技术成熟,适合大规模连续生产。
-筒体比表面积大,散热效果好。
-圆柱电池一般为密封电池,使用过程中不存在维护问题。
-电池壳耐压高,使用过程中不会出现方形和软包电池鼓胀的情况。
4、圆柱电池负极材料
圆柱电池负极材料大致分为六种:碳负极材料、合金负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物正极材料、纳米级材料、纳米级正极材料。
-碳纳米材料正极材料:目前锂离子电池实际使用的正极材料基本都是碳材料,如人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、裂解树脂碳等。
-合金基负极材料:包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金等合金,目前尚无商业化产品。
-锡基负极材料:锡基负极材料可分为氧化锡和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态的金属锡的氧化物。目前没有商业产品。
-含锂过渡金属氮化物正极材料,目前尚无商业化产品。
-纳米级材料:碳纳米管、纳米合金材料。
-纳米正极材料:纳米氧化物材料
圆柱形锂电芯
一、圆柱锂离子电池品牌
圆柱锂电池在日韩锂电池企业中比较受欢迎,国内也有规模化生产圆柱锂电池的企业。最早的圆柱形锂电池是1992年由日本SONY公司发明的。
知名圆柱锂离子电池品牌:索尼、松下、三洋、三星、LG、万向A123、比克、力神等。
二、圆柱锂离子电池的种类
圆柱形锂离子电池通常用五位数字表示。从左数起,第一、二位代表电池的直径,第三、四位代表电池的高度,第五位代表一个圆。圆柱锂电池的种类很多,比较常见的有10400、14500、16340、18650、21700、26650、32650等。
①10440电池
10440电池是一种直径为10mm,高度为44mm的锂电池。它和我们常说的“AAA电池”一样大小。电池容量一般很小,只有几百毫安时。主要用于微型电子产品。如手电筒、迷你音响、扩音器等。
②14500电池
14500电池是一种直径为14mm,高度为50mm的锂电池。这种电池一般是3.7V或者3.2V。标称容量比较小,比10440电池大一点,一般1600mAh,放电性能优越,应用领域最多。主要是消费类电子产品,如无线音响、电动玩具、数码相机等。
③16340电池 16340
电池是一种直径为16mm,高度为34mm的锂电池。这种电池尺高较短,容量较小,所以可以用在强光手电筒、LED手电筒、头灯、激光灯、照明灯具等经常出现的地方。
④18650电池
18650电池是一种直径为18mm,高度为65mm的锂电池。它最大的特点就是拥有非常高的能量密度,几乎达到了170Wh/kg。因此,该电池是一款性价比高的电池。我们平时经常看到的大部分都是这种电池,因为它是比较成熟的锂电池,系统质量各方面都很稳定。广泛应用于电池容量在10千瓦时左右的场合,如手机、笔记本电脑等小家电。.
⑤21700电池
21700电池是锂电池,直径21mm,高70mm。由于其体积增大,空间利用率提高,电芯和系统的能量密度得以提高。其体积能量密度远高于18650电池。广泛应用于数码、电动车、平衡车、太阳能锂电池路灯、LED灯、电动工具等。
⑥ 26650电池
26650电池是锂电池,直径26mm,高65mm,标称电压3.2V,标称容量3200mAh。这种电池具有容量优异、一致性高的特点,逐渐成为替代18650电池的趋势。在动力电池方面,很多产品都会逐渐看好这一点。
⑦ 32650电池
32650电池是一种直径为32mm,高度为65mm的锂电池。该电池连续放电能力强,更适用于电动玩具、后备电源、UPS电池、风力发电系统、风光互补发电系统。
圆柱锂电池市场发展
圆柱锂离子电池的技术进步主要来自关键电池材料的创新研究和应用进展。通过开发新材料,进一步提高电池性能,提高质量,降低成本,提高安全性。为满足下游应用提高电池比能量的要求,一方面可以采用高比容量的材料,另一方面可以通过提高充电电压的方式采用高电压材料。
圆柱锂离子电池从14500发展到特斯拉21700电池。在近中期发展中,在优化现有锂离子动力电池技术以满足新能源汽车规模化发展需要的同时,开发新型锂离子动力电池。着力提升安全性、一致性、寿命等关键技术,同时开展新体系动力电池的前瞻性研发。
针对圆柱锂离子电池的中长期发展,在持续优化升级新型锂离子动力电池的同时,重点研发动力电池新体系,显着提高比能量,大幅降低成本,并实现新系统动力电池的实用化和规模化。应用。
圆柱锂电池和方形锂电池的比较
1、电池形状:方形尺寸可以任意设计,圆柱形电池无法比拟。
2、倍率特性:由于圆柱电池焊接多极极耳的工艺限制,倍率特性比方形多极电池略差。
3、放电平台:使用相同正负极材料和电解液的锂电池,理论上放电平台应该相同,但方形锂电池的放电平台略高。
4、产品质量:圆柱电池制造工艺比较成熟,极片二次分切缺陷概率低,卷绕工艺成熟度和自动化程度较高。层压过程仍然是半手动的。电池质量受到不利影响。
5、极耳的焊接:圆柱电池的极耳比方形锂电池更容易焊接;方形锂电池容易出现虚焊,影响电池质量。
6、成组包装:圆柱电池使用更方便,包装工艺简单,散热效果好;方形锂电池包装时,要解决散热问题。
7、结构特点:方形锂电池边角处化学活性差,长期使用后电池能量密度容易衰减,电池寿命短。
圆柱锂电池和软包锂电池的比较
1、软包电池安全性能好。软包电池采用铝塑膜结构封装。当出现安全问题时,软包电池一般会爆裂开裂,而不是像钢壳或铝壳电池那样发生爆炸。; 安全性能优于圆柱锂电池。
2、软包电池重量比较轻,软包电池比同容量的钢壳锂电池轻40%,比圆柱铝壳锂电池轻20%;内阻小,软包电池的内阻比锂电池小,可以大大降低电池的自耗;
3、软包电池循环性能好,软包电池循环寿命更长,100次循环衰减比圆柱铝壳电池少4%~7%;
4、软包电池设计灵活,形状可以任意变化,可以做的更薄。可根据客户需求定制,开发新电池型号。圆柱锂电池不具备这个条件。
5、与圆柱锂电池相比,软包电池存在一致性差、成本高、易漏液等缺点。成本高可以通过规模化生产来解决,漏液可以通过提高铝塑膜的质量来解决。