32650圆柱形锂离子电池安全性分析

32650圆柱形锂离子电池安全性分析

一般来说，动力锂离子电池是指能够通过大电流放电到设备、仪器、车辆等电源的锂离子电池。动力锂离子电池具有比能高、充放电电流大、循环寿命长等特点。根据正极数据，动力锂离子电池分为三元锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等类型;在此基础上分为方形电池(棱柱型)、圆柱形电池(圆柱形)等。为了提高电池寿命，动力锂离子电池经过串并联组合后一般能量较大，容量从几安培到几百安培，电压从几十伏特到几百伏特。随着运载能力的提高，电池的潜在危险也在新增。因此，如何提高动力锂电池的安全性成为电动汽车持续发展的重要条件。在电力锂离子电池的发展中，始终存在两个发展方向。一个方向是大单体电池，通过几个并联组合;一个方向是小单细胞电池，通过许多并联组合。以国内比亚迪为代表的韩国LG走的是一条慷慨之路;以国产watma为代表的美国A123走的是小圆柱路。这两条路目前还没有定论，不同的动力锂电池厂家根据自己的理解选择了不同的工艺路。然而，在安全目标面前，两种工艺路径的结果却大相径庭。分析了动力锂电池的结构和功能，重点分析了动力锂电池的安全性，阐述了电动汽车用小型圆柱形电池的安全优势。

电池结构和功能分析

圆柱形电池和方形电池是目前电池行业的两大主流。圆柱形电池的基本结构如图1所示。正极和负极由隔膜分开，并缠绕形成线圈芯。一般情况下，正、负极板是由正、负电极耳焊接而成，并由两侧隔开。极耳焊接在正负壳上。电解液注入外壳。图2为正方形细胞结构。方形电池的结构分为叠片结构和缠绕结构。堆叠方形锂离子电池由n个正极板和n+1个负极板组成。正极板和负极板由隔膜隔开。正极和负极耳保留在正负极板的一侧。正方形细胞的缠绕结构与圆柱形细胞相似，不同之处在于它的核心是扁平的而不是圆柱形的。由于圆柱形电池与方形电池形状不同，其结构也不同。一般来说，圆柱形电池不能太大，因为电流密度和散热的核心。在适当厚度的条件下，方形电池可以通过新增长度和宽度来提高容量。单个电池的容量通常比圆柱形电池的容量大10倍以上。表1比较了圆柱形电池和方形电池的功能。可以看出，这两个电池有各自的特点。圆柱形电池结构设计简单，正负界面紧密，生产线精密，成本低，组冷性好，安全性能优良。缺点是内阻比较高，组要求高。方形电池的优点是单个简单组合容量大。缺点是生产工艺复杂，大容量电池一致性难以控制。此外，方壳简单发生应力集中，壳简单断裂，电解液外溢造成安全隐患。

从全球使用市场的角度来看，大容量方形电池和小容量圆柱形电池被广泛应用于电力领域。目前，A123是磷酸铁锂离子电池行业的标杆公司。重要产品为18650/26650/32113柱形电池，单容量2.5ah-5ah。