32650圓柱形鋰離子電池安全性分析

一般來說，動力鋰離子電池是指能夠通過大電流放電到設備、儀器、車輛等電源的鋰離子電池。動力鋰離子電池具有比能高、充放電電流大、循環壽命長等特點。根據正極數據，動力鋰離子電池分為三元鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等類型;在此基礎上分為方形電池(棱柱型)、圓柱形電池(圓柱形)等。為了提高電池壽命，動力鋰離子電池經過串并聯組合后一般能量較大，容量從幾安培到幾百安培，電壓從幾十伏特到幾百伏特。隨著運載能力的提高，電池的潛在危險也在新增。因此，如何提高動力鋰電池的安全性成為電動汽車持續發展的重要條件。在電力鋰離子電池的發展中，始終存在兩個發展方向。一個方向是大單體電池，通過幾個并聯組合;一個方向是小單細胞電池，通過許多并聯組合。以國內比亞迪為代表的韓國LG走的是一條慷慨之路;以國產watma為代表的美國A123走的是小圓柱路。這兩條路目前還沒有定論，不同的動力鋰電池廠家根據自己的理解選擇了不同的工藝路。然而，在安全目標面前，兩種工藝路徑的結果卻大相徑庭。分析了動力鋰電池的結構和功能，重點分析了動力鋰電池的安全性，闡述了電動汽車用小型圓柱形電池的安全優勢。

電池結構和功能分析

圓柱形電池和方形電池是目前電池行業的兩大主流。圓柱形電池的基本結構如圖1所示。正極和負極由隔膜分開，并纏繞形成線圈芯。一般情況下，正、負極板是由正、負電極耳焊接而成，并由兩側隔開。極耳焊接在正負殼上。電解液注入外殼。圖2為正方形細胞結構。方形電池的結構分為疊片結構和纏繞結構。堆疊方形鋰離子電池由n個正極板和n+1個負極板組成。正極板和負極板由隔膜隔開。正極和負極耳保留在正負極板的一側。正方形細胞的纏繞結構與圓柱形細胞相似，不同之處在于它的核心是扁平的而不是圓柱形的。由于圓柱形電池與方形電池形狀不同，其結構也不同。一般來說，圓柱形電池不能太大，因為電流密度和散熱的核心。在適當厚度的條件下，方形電池可以通過新增長度和寬度來提高容量。單個電池的容量通常比圓柱形電池的容量大10倍以上。表1比較了圓柱形電池和方形電池的功能。可以看出，這兩個電池有各自的特點。圓柱形電池結構設計簡單，正負界面緊密，生產線精密，成本低，組冷性好，安全性能優良。缺點是內阻比較高，組要求高。方形電池的優點是單個簡單組合容量大。缺點是生產工藝復雜，大容量電池一致性難以控制。此外，方殼簡單發生應力集中，殼簡單斷裂，電解液外溢造成安全隱患。

從全球使用市場的角度來看，大容量方形電池和小容量圓柱形電池被廣泛應用于電力領域。目前，A123是磷酸鐵鋰離子電池行業的標桿公司。重要產品為18650/26650/32113柱形電池，單容量2.5ah-5ah。