¿Cuáles son las características de tres métodos de embalaje diferentes para baterías de litio?

Algunas personas han elaborado estadísticas sobre los 17 coches eléctricos exitosos. Los resultados muestran que los ocho modelos tienen bobinado cuadrado, los siete modelos tienen capas cuadradas y los dos modelos tienen bobinado cilíndrico. Las diferencias en la elección de configuraciones de batería para vehículos eléctricos también reflejan las ventajas y desventajas de estas configuraciones.

El bobinado cilíndrico, el apilamiento cuadrado y el bobinado cuadrado son tres configuraciones importantes de las baterías eléctricas. Aquí, el tipo de bobinado cilíndrico corresponde a la "batería de columna" en el eje del problema, el paquete cuadrado es la "bolsa blanda" en el eje del problema y el tipo de bobinado cuadrado corresponde al "cuadrado" en el eje. . Algunas personas han elaborado estadísticas sobre los 17 coches eléctricos exitosos. Los resultados muestran que los ocho modelos tienen bobinado cuadrado, los siete modelos tienen capas cuadradas y los dos modelos tienen bobinado cilíndrico. Las diferencias en la elección de configuraciones de batería para vehículos eléctricos también reflejan las ventajas y desventajas de estas configuraciones.

Bobinado cilíndrico

El tipo de bobinado cilíndrico es una configuración de batería muy clásica. Se ha utilizado durante mucho tiempo en níquel-hidrógeno e iones de litio 3C c. La industria también ha acumulado mucha experiencia en diseño de producción. Las ventajas del tipo de bobinado cilíndrico incluyen alta eficiencia de producción, buena consistencia, etc. Las desventajas incluyen una baja utilización del espacio causada por la forma cilíndrica y la distribución de temperatura causada por una mala conducción radial del calor. Debido a la mala conductividad térmica de la batería cilíndrica, el número de devanados de la batería no debe ser demasiado grande (el número de devanados de la batería 18650 es generalmente de unos 20 círculos), por lo que la capacidad de monómero es pequeña y necesita un gran cantidad cuando se utiliza en un vehículo eléctrico. Los módulos de batería y los paquetes de baterías se ensamblan individualmente, y la pérdida de conexión y la complejidad de la administración aumentan considerablemente.

La forma de una batería enrollada cilíndricamente parece simple, pero el diseño interno no es simple. Un buen diseño de baterías es un problema complejo que involucra muchos campos como la electroquímica, el calor, la electricidad, la maquinaria, etc., y exige mucho a los diseñadores de baterías. Quiero dar dos pequeños ejemplos.

Ejemplo 1: La siguiente figura muestra las dimensiones internas (unidad: mm) de una determinada batería 18650. Las longitudes de los polos positivo y negativo aumentan en casi 1,5 metros, pero el ancho de la oreja utilizada para el drenaje es de solo 4 mm. Los diseñadores de baterías deben seleccionar cuidadosamente los parámetros de la oreja (posición, número, etc.) y el recubrimiento del electrodo para reducir la distribución de corriente desigual en la placa y reducir la distribución de temperatura desigual dentro de la batería.

Para resolver este problema, un método simple es agregar un pasador en el centro del devanado para suprimir la deformación del núcleo.

2. Cascada cuadrada

A diferencia del tipo enrollado, que se forma enrollando una única hoja de electrodo positivo y negativo, la batería laminada se forma laminando una pluralidad de hojas de electrodo. Las ventajas del apilamiento cuadrado incluyen: 1) espesor delgado (limitado por la resistencia de estampado de la película de plástico de aluminio, generalmente no más de 1 cm), por lo que el rendimiento de disipación de calor es muy bueno; 2) muchas piezas polares, cada pieza tiene una brida y las pestañas están soldadas entre sí, y la distribución de la densidad de corriente en la placa es uniforme; 3) el tipo de hoja es fácil de formar el módulo y el paquete de baterías, y la eficiencia de utilización del espacio es alta; 4) el paquete de película de plástico de aluminio es liviano, y está aspirado y eléctricamente El ajuste apretado del núcleo ayuda a reducir el peso y el volumen ineficaces.

Sin embargo, las deficiencias de esta configuración incluyen:

1) La fiabilidad a largo plazo del paquete de película de aluminio y plástico es difícil de garantizar, como se muestra en la siguiente figura:

2) El cuerpo de la batería es suave y la resistencia de contacto entre las piezas polares puede ser grande, lo que debe resolverse a nivel de módulo o de batería;

3) En comparación con la batería enrollada, la eficiencia de producción es baja.

3. Bobinado cuadrado

El tipo de bobinado cuadrado combina las características de apariencia de capas cuadradas (pero tiende a ser más grueso) y el método de fabricación de placa enrollada cilíndricamente, que tiene las ventajas de una alta utilización del espacio y una alta eficiencia de producción. Sin embargo, el diseño de este tipo de batería también es el más complicado. Hay muchas variables de diseño a considerar, y también es necesario considerar la cooperación entre la carcasa y el núcleo de la batería. En resumen, para comparar las ventajas y desventajas de varias configuraciones, necesitamos analizar las ventajas y desventajas del diseño de la batería desde muchos ángulos, como el calor, la mecánica y la confiabilidad, y no solo las características electroquímicas tradicionales. Este es un nuevo desafío y una nueva oportunidad para la industria de las baterías después del desarrollo de los vehículos eléctricos.

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