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影响锂离子电池安全性的因素有什么?

钜大LARGE  |  点击量:1178次  |  2020年03月23日  

锂电池储能是时代发展的一个必然趋势,锂电池的运用与发展非常迅速,有着能量密度高、使用寿命长、绿色环保等优点。最近,有很多人提问小编,说是影响锂电池包价格和安全性的因素有哪些?我当时卖了个关子,就是为了此刻通过本文来和大家详细的说说,希望能帮得上你们。


锂电池,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。锂电被广泛应用于电动车行业,特别是磷酸铁锂材料电池的出现,更推动了锂电池产业的发展和应用。


一、锂电池价格构成


锂电池的价格主要是由电芯、保护板、外壳三大部件构成,同时由于受用电器具功耗及电流的大小,对电芯之间的连接片的材料选型会影响到成本,不同的接插件也有可能对成本影响较大,还有就是不同的PACK工艺也会影响到成本。


二、影响锂电池价格因素


①电芯的选型:


不同材料体系电芯的选型会影响到整个锂电池价格。锂电池包根据正极材料的不同,会有锰酸锂(3.6V)、钴酸锂(3.7V/3.8V)、镍钴锰酸锂(俗称三元,3.6V)、磷酸铁锂(3.2V)、钛酸锂(2.3V/2.4V)等多种材料体系的电芯,其不同材料体系的电芯,其电压平台、安全系数、循环使用次数、能量密度比、工作温度等都不相同。


不同品牌的电芯的价格也会相差很大,总的价格梯度可分为:同材料体系而不同品牌的电芯,价格差异也会非常之大,而且通过市场优胜劣汰出来的各品牌电芯的品质(安全型、一致性、稳定性)基本上是与价格成正比的。


②锂电池PCM的需求和设计


PCM设计可分为:基本保护、通讯、BMS


基本保护:基本保护含过充、过放、过流和短路保护,可以根据产品需求增加过温保护等。


通讯:通讯协议可分为I2C、RS485、RS232、CANBUS、HDQ、SMBUS等,还有简单的电量显示,可以采用加电量计采用LED指示。


BMS:电池管理系统,主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。其主要功能包括:电池物理参数实时监测;电池状态估计;在线诊断与预警;充、放电与预充控制;均衡管理和热管理等。


③锂电池外壳的需求与设计


锂电池外壳设计可分为:PVC热封、塑胶、金属


PVC热封:电池组外部具体采用什么样的外壳封装形式,主要是取决于客人的产品具体需求,对于采用PVC热封的封装形式,一般适用于电芯串并数量不多,整体重量较轻(≤2kg)的情况下,可以采用。但是对于整体重量≥1kg的电池组,需要在电芯之间加固定支架,外围加玻纤板防护后,再采用PVC热封。


塑胶:采用塑胶外壳,主要是不同的电池组定型后,涉及到的外壳有可能需要开模,模具费用是一笔不小的开支,如开发前期,产品未定型,可以采用手板外壳打样,对外壳的材质和工艺要求不同,也会影响成本。


金属:金属外壳也是和塑胶外壳一样,产品未定型前或数量需求不多,建议采用钣金制样,这样主要是制样交期较短,如批量较大,也建议开模。对于金属外壳有防水等级要求的,也会大大影响到成本,还有就是特殊材质金属外壳要求的,成本会更高。


总结:锂电池的成本主要由电芯、PCM、结构件构成,另需要加上企业的PACK费用、老化费用、管理费用等。同时由于产品技术难度,采购用量,不良率的要求不同,锂电池价格也会相差很大!


三、影响锂离子电池安全性的因素


1、环境温度,不能太高或过低,最好是在正常温度下工作;


2、收到猛烈撞击或穿刺,会立即引起着火;


3、过度放电,使得锂电池寿命大幅度减少;


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