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簡述鋰離子電池包結構設計要點及工作原理

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年02月19日  

鋰離子電池材料重要構成是有正極材料、負極材料、隔膜、電解液、外殼構成。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,布置更多的電量,這樣才能達到更大的續航里程,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重的擠壓變形,發生起火和爆炸,或者是否會有鋰離子電池包的部件進入乘客艙,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構壽命的影響,因為電池包的重量通常達到數百公斤,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管理系統設計,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過合理設計和市場印證的。


安全鋰離子電池包的內部結構要怎么設計?


所有的鋰離子電池包爆炸都是由短路引起的,引起短路的現象有過充、過放、過流、過熱,它們是通過鋰離子電池內部結構而形成電池短路的。


鋰離子電池包逗留的正負極應該潔凈,穿梭其間的電解液、隔膜也應無雜質,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。當人們使用不當(過充、過放、過流)或者把鋰離子電池爆置于極端環境(過高溫度)下,鋰離子電池就會過熱,碎片在常溫下的安靜狀態被打破,從而會在一個較熱的電解液空間中進行熱運動。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,現在有一種聚合物鋰離子電池以膠體電解質代替液體電解質,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極之間的往返嵌入和脫嵌來工作,實現能量的存儲和釋放。


當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構,它有很多微孔,達到負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,當對電池進行放電時,嵌在負極碳層中的鋰離子脫出,又運動回正極。回正極的鋰離子越多,放電容量越高。


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