鉅大LARGE | 點擊量:1235次 | 2021年02月25日
簡析鋰離子電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計要點與結(jié)構(gòu)原理
鋰離子電池材料重要構(gòu)成是有正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液、外殼構(gòu)成。在鋰離子電池包的布置上,要考慮以下幾個方面:
第一,要盡可能的在有限的空間內(nèi),布置更多的電量,這樣才能達(dá)到更大的續(xù)航里程,減少充電的頻次,任何可以利用的空間,都有利于整車電量的提升。
第二,要充分考慮鋰離子電池包的位置對安全性能的影響,尤其是在發(fā)生碰撞、翻滾、跌落等極端情況下,電池包是否會因為很大的加速度或嚴(yán)重的擠壓變形,發(fā)生起火和爆炸,或者是否會有鋰離子電池包的部件進(jìn)入乘客艙,引起附加傷害。
第三,要充分考慮鋰離子電池包的重量和形狀對整車結(jié)構(gòu)壽命的影響,因為電池包的重量通常達(dá)到數(shù)百公斤,在長時間的振動、沖擊條件下,很容易引起整車機械部分的疲勞損傷,降低壽命。
第四,要充分考慮鋰離子電池包的散熱條件,尤其是在高溫工作條件和高電氣載荷工作條件下,電池包會出現(xiàn)大量的熱量,假如散熱條件不理想,或者靠近熱源,會引起電池包的壽命加速衰減。
第五,考慮鋰離子電池包BMS管理系統(tǒng)設(shè)計,要考慮過沖,過放,過溫,檢測精度,電池均衡等,要確保電池安全可靠都是要經(jīng)過合理設(shè)計和市場印證的。
鋰離子電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計原理:
鋰離子電池包的材料重要構(gòu)成為正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜以及外殼。
①正極材料---正極材料占鋰離子電池成本30%--40%,正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。采用能吸藏鋰離子的碳極,放電時,鋰變成鋰離子,脫離電池陽極,到達(dá)鋰離子電池陰極。
②負(fù)極材料----材料則選擇電位盡可能接近鋰電位的可嵌入鋰化合物,如各種碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纖維、中間相小球碳素等和金屬氧化物。
③電解質(zhì)---鋰離子電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體。電解液在鋰離子電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子的用途電解液在正負(fù)電極間起到運輸電荷的用途,它影響著鋰離子電池包的能量密度、功率密度、寬溫應(yīng)用、循環(huán)壽命、安全性能等因素。
④隔膜---鋰離子電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它們復(fù)合膜,尤其是PP/PE/PP三層隔膜不僅熔點較低,而且具有較高的抗穿刺強度,起到了熱保險用途。