鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年01月05日
軟包裝電池采用的結構
化成過程中的加壓工藝
由于軟包裝電池采用鋁塑封裝結構,其外型結構決定了極片不能緊密排列,極片之間容易產生空隙,在電池化成過程中產生的氣體也容易在極片之間殘留,在之后的封口中氣體不能完全排出,從而影響電池性能,所以考慮采取在化成兩次充電之間采用滾壓工藝將極片之間的氣體排除。
下圖為全部化成完成后,沒有滾壓和施加滾壓的兩類電池解剖圖片。
沒有經過滾壓的電池
使用了滾壓工藝的電池
前一副圖,電池負極片存在大量死區,而后面圖中,電池負極表面完整,沒有發現死區現象。軟包電池在化成過程中會產生氣體,其在化成過程中會加大正極、隔膜、負極間的距離,阻礙鋰離子從正極片到負極片的傳輸,另外,氣體的存在還會阻礙電解液與正極、負極的接觸,使得負極局部浸潤性能變差,最終導致在負極片上存在大量未反應的死區。
通過一個月前后兩次電壓對比發現,未滾壓和適當滾壓的電池的兩次壓差很低,表明容量衰減很低,而施加滾壓力最大的電芯,壓差很大,表明容量衰減很大,可能是由于電池滾壓的壓力過大,造成隔膜局部刺穿,進而造成電池內部微短路,造成容量衰減。
由此可見,適當的時間施加適當的滾壓力,是軟包成型工藝中的一個獨特環節。
軟包鋰電池模組的壓力
軟包鋰離子電池模塊一般采用層疊的方式構成模塊,在模塊中對層疊的電池施加一定的力進行壓緊,其作用主要是對電池進行約束。該壓力若太小則電池在隨車體振動時容易被損壞;太大則會對電池的壽命產生負面影響。因此進行軟包鋰離子電池模塊結構設計時必須考慮給電池施加一個合適的壓力。小的堆疊壓力能防止層與層脫開,對電池長期壽命有利。但由于循環鋰離子的流失,較大的壓力導致較大的容量衰減率。另外,堆疊壓力還會導致隔膜局部變形以及化學降解。當電池容量從0~100%變化時,鋰電池的厚度會增加1.2%左右。從這些研究結果來看,鋰電池外部壓力對電池的性能有明顯的影響,在進行鋰電池模塊結構設計時必須考慮。
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