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鋰電池包的內(nèi)部結(jié)構(gòu)該如何設(shè)計(jì)?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:268次  |  2023年12月26日  

所有的鋰離子電池包爆炸都是由短路引起的,引起短路的現(xiàn)象有過充、過放、過流、過熱,它們是通過鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)而形成電池短路的。


鋰離子電池包逗留的正負(fù)極應(yīng)該潔凈,穿梭其間的電解液、隔膜也應(yīng)無雜質(zhì),但在制造過程中,電解液與隔膜難以完全防止沾著金屬粉塵、銅箔或者鋁箔等碎片。當(dāng)人們使用不當(dāng)(過充、過放、過流)或者把鋰離子電池爆置于極端環(huán)境(過高溫度)下,鋰離子電池就會(huì)過熱,碎片在常溫下的安靜狀態(tài)被打破,從而會(huì)在一個(gè)較熱的電解液空間中進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)。下一步,假如碎片接近了隔膜,熱的碎片將影響隔膜的隔離用途,也就造成短路。因此,現(xiàn)在有一種聚合物鋰離子電池以膠體電解質(zhì)代替液體電解質(zhì),可以降低短路的概率。


鋰離子電池包工作原理:


鋰離子電池包是一種二次電池(充電電池),重要依靠鋰離子在正負(fù)極之間的往返嵌入和脫嵌來工作,實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)和釋放。


當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回正極?;卣龢O的鋰離子越多,放電容量越高。

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符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

鋰離子電池包組成原理


①正極構(gòu)造


LiMn2O4(錳酸鋰)+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔)正極


②負(fù)極構(gòu)造


石墨+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(銅箔)負(fù)極

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。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備

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(shí),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(yùn)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(diǎn)較低,而且具有較高的抗穿刺強(qiáng)度,起到了熱保險(xiǎn)用途。


⑤外殼---鋰離子電池的外殼重要有鋼殼和鋁殼兩種類型。采用鋼或鋁材料,蓋體組件具有防爆斷電的功能。

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