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18650鋰電池容量不達標會影響用戶體驗嗎?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年06月14日  

18650鋰電池容量是該型號電池最重要的性能參數,也是決定電池價格的根本要素,廠家可以設計不同容量的18650鋰電池,這由原材料與工藝所決定。


18650鋰電池容量是許多工業用戶和消費者個人所關心的,這是因為,18650鋰電池容量越大,則使用時間越長,可以為用戶提供更長時間的供電,但在同一體系下,18650鋰電池容量高會帶來價格高的負面作用,所以,容量和價格平衡非常重要。


目前,國內可以見到的18650電池芯主要有國外的三洋、松下、三星、LG等,國內的深圳比克相對優勢更大一些,此外還有天津力神等。


在上述電池生產廠家中,18650鋰電池容量分布在1000mAh到3000mAh之間,但技術比較成熟的一般是在1800mAh到2600mAh之間,這是因為,18650鋰電池容量太低,會影響電池有效工作時間,在適用性上存在問題。而18650鋰電池容量太高,則成本上升較大,而且,非特殊領域過高容量的18650鋰電池意義也不是很大。


在電池體積已經固定的情況下,提高18650鋰電池容量的方法主要是多塞活性物質以及提高活性物質的克比容量。18650鋰電池容量提升是一個歷史過程,從上世紀90年代的600mAh一直發展到目前的3000mAh。在提高18650鋰電池容量的過程中,日系企業做出了杰出的貢獻。


18650鋰電池容量是廠家的主要賣點,此外,相同容量的18650鋰電池電芯品牌也是影響價格的因素,一般來說,進口品牌比同類型的國產品牌價格高,前面說了,決定18650鋰電池容量的主要因素還有原材料結構,因而從正極來看,采用鈷酸鋰、錳酸鋰和三元材料、磷酸鐵鋰的價格會有差異。


因為容量對價格的主導作用,市面上的18650鋰電池容量會存在虛標現象,比如,把容量為2200mAh的18650鋰電池容量標為2600mAh,這是欺騙消費者的行為,容量不達標往往由人工養料造成所以,用戶要認準正宗廠家的牌子。


18650鋰電池容量是否達標不但影響用戶體驗,從長期來看,對生產廠家也是考驗,消費者購買電池時,沒必要糾結于國外原裝電池,因為國內封裝廠也會采用進口鋰電池,其18650鋰電池容量并無不同,重要的是這些18650鋰電池容量是真實的。


電池的濫用


即使鋰離子電池在如前所述的制造集成過程中都完美無瑕,在用戶實際使用的工況中,也難以避免濫用的情況。充放電制度(過充過放),環境溫度(熱箱),其他濫用(針刺,擠壓,內短路)等,加上新國標增加的環境濕度(海水浸泡)都是因為濫用問題而造成安全性問題的原因。過充會造成正極活性材料晶體塌陷,鋰離子脫嵌通道受阻,從而使內阻急劇升高,產生大量焦耳熱,同時也會使負極活性材料嵌鋰能力降低而產生鋰支晶造成短路的后果。環境溫度過熱會造成鋰離子電池內部一系列鏈式化學反應,包括隔膜的熔解,正/負極活性材料與電解質的反應,正極/SEI膜/溶劑分解,嵌鋰負極與粘結劑的反應等。針刺/擠壓都是在局部造成內短路,和內短路一樣在短路區聚集大量熱而造成熱失控的后果。以上研究已經很多,本文不再一一贅述。


總結


動力電池的安全性能決定了鋰離子電池在動力領域的市場和未來,影響動力電池安全性能的因素貫穿了一個動力電池從電芯選材到使用終結的生命周期的始終,因此原因復雜多樣層次豐富。材料本身的本征軌道能量,晶體結構和性狀決定了一個電芯的本征安全性能;電芯的制造過程中每一個工藝環節精益求精的程度,自動化程度和化成條件設置決定了其循環性能和安全性能,影響其嵌鋰穩定性和熱穩定性;電池集成中關于BMS和安全性方面的設計可以切實地保障電池的安全性,電池的制造和使用工況不可能始終處于理想狀態,出現制造誤差和濫用工況是無論如何也難以避免的,在這個現實條件下,對電池發生熱失控的各種預案設計就顯得尤其重要。通過對特斯拉公司公開的專利的學習讓我們可以借鑒到從電芯到電池系統阻止熱量傳遞防止熱失控的鏈式擴散的方法;使用冷卻噴淋系統,安全閥門內部等設施消耗高熱量以消減熱失控產生的影響;通過對載體的加固設計讓熱失控發生后對人身傷害程度降到最低值。總之,鋰離子動力電池的安全性問題研究任重而道遠,唯有理論結合實際不斷創新,才能迎來在高能量/高功率應用領域真正意義上的輝煌。


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