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    常見問題
    軟包、方形和圓柱優劣對比,相比之下太陽能路燈儲能鋰電池到底哪種好?

    來源: 時間:2020-10-15 17:07:41 次數:

    現在常用到的鋰電池在比能量,比功率等方面都要更好,而且更容易實現快速充電和深度放電,壽命也比較長,所以也給我們帶來了更好的用燈體驗。 不過鋰電池好壞也是有區別的,我們從其封裝形式入手,看看這些鋰電池到底有何特點,哪種又要更好一點,封裝形式常有圓柱卷繞式、方形層疊式還要方形卷繞式三種。


    太陽能路燈現如今已然成為城市鄉村道路亮化的主要設施,安裝簡單,不用大量布線,通過將光能轉化為電能,又將電能轉化為光能,為夜晚帶去一片片明亮,在這其中,可充電放電的電池起到了關鍵性的作用。


    現在常用到的鋰電池在比能量,比功率等方面都要更好,而且更容易實現快速充電和深度放電,壽命也比較長,所以也給我們帶來了更好的用燈體驗。

    不過鋰電池好壞也是有區別的,我們從其封裝形式入手,看看這些鋰電池到底有何特點,哪種又要更好一點,封裝形式常有圓柱卷繞式、方形層疊式還要方形卷繞式三種。


    一、圓柱卷繞式

    也是圓柱形電池,這是一種古典的電池構型,單體主要由正負極,隔膜,正極負極集電極,安全閥,過流保護裝置,絕緣件和殼體共同組成,其中殼體早期鋼殼較多,現在也有很多以鋁殼為原材料。

    按尺寸來分,現在這種電池主要有18650、14650、21700等幾種型號,在這其中,18650又是很常見的,也是技術相當成熟的一種。


    優勢:圓柱電池發展的歷史好,標準化程度很高,容易在行業內實現統一標準,圓柱電芯生產的自動化水平比其他幾種電池要高,這保證了圓柱電池生產率大大提高,單體的一致性,從另外一方面來說,也降低了生產成本。

    另外是圓柱電池單體自身力學性能比較好,與其他兩種電池相比,在相似的尺寸下, 可以表現出很高的彎曲強度。


    劣勢:作為太陽能路燈需要的蓄電池,不是一個單體電池也是可以的,往往需要組成電池組來工作,圓柱外形對空間的利用率低,徑向導熱差會導致溫度分布問題,在這樣的環境下,大量電芯特性異化的概率會上升。

    另外是現在很多圓柱電池都是以鋼殼作為殼體的,組成電池組的時候,重量也會更重,而且能量密度的上升的空間也很小。


    二、方形卷繞式

    這種電池單體主要由頂蓋,殼體,正極板、負極板、隔膜組成的疊片或者卷繞,絕緣件,安全組件等共同組成,內設計有有針刺安全保護裝置(NSD)和過充安全保護裝置(OSD),殼體早期一般也是以鋼殼為主,現在鋁殼已成為主流。


    優勢:方形電池封裝可靠度高,對空間的利用率更高;系統能量效率高,相似尺寸下,重量也要比圓柱電池,而能量密度又要更高;結構較為簡單,擴容相對來說也比較方便,若是想要通過提高單體容量來提高能量密度,這種電池比較合適。

    單體容量大,系統構成相對來說比較簡單,使得對單體的逐一監控成為可能,加上NSD和OSD的設計,用起來更為安全放心,此外,相對簡單的系統構成,讓其穩定性表現的也更為良好。


    劣勢:這種電池可以根據具體需要來定制化生產(主要指尺寸方面),所以在市場上方形電池的型號都是不統一的,這種不統一也造成了工藝很難統一的局面,做出來的電池的質量參差不齊。

    在生產自動化水平方面也不高,單體差異性較大,組成電池組使用,可能會存在電池組壽命遠低于單體壽命的問題。


    三、方形層疊式

    也是我們常說到的軟包電池,這種電池的基本結構和上述2種電池類似,由正負極、隔膜、絕緣材料、正負極極耳和殼體,不過與卷繞式是由單片的正、負極片卷繞成形不同,層疊式電池是由多層極片層疊而成的。

    其中,殼體主要是鋁塑膜。這種材料結構外層是尼龍層,中間是鋁箔,內層為熱封層,每層之間以粘結劑粘合,這種材料具有良好的延展性、柔韌性和機械強度,在阻隔性,熱封性能方面也表現得十分優異,還很耐電解液及強酸腐蝕。


    優勢:軟包電池采用了疊加的制造方式,所以體積更加纖薄,能量密度很高,厚度也比較薄,一般不會超過1cm,在散熱性能方面要比其他兩款優異,而且相同容量的情況下,軟包電池要比鋼殼鋰電池要輕40%左右,比鋁殼電池輕20%,

    極片也很多,每片極片均有凸緣與極耳焊接在一起,極板上的電流密度分布均勻性好,充放電過程中,熱量分布均勻,而且它是薄片式的設計,很容易組成模塊和電池組,對于空間的利用率也很高,在尺寸變化方面也很靈活,形狀也不只限于方形,能很好的適應不同的空間。


    劣勢:軟包電池的殼體強度比不上用鋁殼或是鋼殼作殼體的其他兩款電池,對成組技術的依賴性很強,而且長期使用下來的話,鋁塑膜封裝的可靠性比較難保證,電池體比較軟,極片間的接觸阻抗可能會較大,需在模塊層次或電池組層次加以解決,這又增加了技術難度。


    和方形電池一樣,雖然在尺寸上比較靈活可以適應不同的空間,但同時在工藝的標準化上比較難統一,所以做出的質量也較為參差不齊。

    電池的一致性也較差,如果電池在絕熱或者高溫等熱傳遞不充分的內部環境中運行,會導致電池溫度將會顯著上升,從而導致電池組內部形成“熱點”,有安全隱患。



    總結:
    1.圓柱形電池(圓柱卷繞式),一般采用鋼殼,也有鋁殼。工藝比較成熟,小尺寸,成組靈活,成本低,工藝成熟,一致性好;成組后散熱不好設計,重量重,比能量低。

    2.方形電池(方形卷繞式),早期鋼殼居多,現在鋁殼居多。散熱好,成組容易設計,可靠性好,安全性高,含防爆閥,高硬度;成本高,型號多,工藝水平難統一,是主流的技術路線之一。

    3.軟包電池(方形層疊式),鋁塑膜作為外包裝,尺寸變化比較靈活,比能量高,重量輕,內阻比較??;機械強度比較差,封口工藝難,成組結構復雜, 散熱不好設計,無防爆裝置,易漏液,一致性差, 成本高。
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