18650圓柱鋰電芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點

來源：存能電氣  日期：2019-07-08 10:50  瀏覽量：次

　　18650圓柱鋰電芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點。圓柱18560鋰電池單體主要由正極，負(fù)極，隔膜，正極負(fù)極集電極，安全閥，過流保護裝置，絕緣件和殼體共同組成。殼體，早期鋼殼較多，當(dāng)前以鋁殼為主。每個廠家的設(shè)計并不相同，根據(jù)對安全性要求的不同，價格要去不同，可以進行定制。

　　18650圓柱鋰電芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　18650圓柱鋰電池電芯主要由金屬外殼、正極、負(fù)極、薄膜和電解質(zhì)五部分組成，它們各司其職，以確保正常充放電。詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下：

　　正極：18650圓柱鋰電池電芯的正極材料一般為磷酸鐵鋰、氧化鈷鋰等。每種正極材料的不同，將直接影響18650鋰電池的特性以及成本。

　　負(fù)極：18650圓柱鋰電池電芯的負(fù)極材料有錫基負(fù)極材料、納米級負(fù)極材料、碳負(fù)極材料等，在電池中，負(fù)極材料是起氧化作用的。相對電位較低。

　　電解質(zhì)溶液：以磷酸鐵鋰為例，分為溶質(zhì)和溶劑，溶質(zhì)：常采用鋰鹽，如高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰。溶劑：鋰離子電池常采用有機溶劑，如乙醚、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、二乙基碳酸酯等。

　　安全閥：是18650圓柱鋰電池電芯最為重要的防爆屏障。當(dāng)電池內(nèi)部溫度異常，安全閥開啟排除內(nèi)部氣體，避免壓力過高造成爆炸。

　　防爆線：又名排氣孔或者防爆孔。當(dāng)壓力過載時，因防爆孔薄于殼體其余地方，氣體便防爆孔處泄氣，從而達(dá)到避免電芯整體爆炸的危險。

　　隔膜：隔膜的用途是隔離電芯正、負(fù)極片。當(dāng)電池內(nèi)部溫度過高時隔膜會融化，杜絕電池爆炸的可能性。當(dāng)電池內(nèi)部溫度達(dá)到130℃，隔膜的網(wǎng)狀孔將閉合，阻止鋰離子通過升高內(nèi)阻，以達(dá)到阻止電芯內(nèi)部溫度繼續(xù)升高的作用。

　　圓柱鋰電芯的特點

　　圓柱鋰電芯，尤其18650，由于其自身結(jié)構(gòu)特點，也由于其型號的標(biāo)準(zhǔn)化，圓柱電芯生產(chǎn)的自動化水平，在3種主要電芯形式中為最高。這就使得高度一致性成為可能，成品率相應(yīng)得到提高。

　　1）如前面所述，單體一致性較好；

　　2）單體自身力學(xué)性能好，與方形和軟包電池相比，封閉的圓柱體，近似尺寸下，可以獲得最高的彎曲強度；

　　3）技術(shù)成熟，成本低，但同時，成本優(yōu)化的空間也已經(jīng)消耗的差不多；

　　4）單體能量小，發(fā)生事故時，形式易于控制，但這一點也正在成為它被取代的理由。

　　圓柱鋰電芯的缺點

　　1）在電動汽車這個語境中，電池系統(tǒng)的圓柱單體數(shù)量都很大，這就使得電池系統(tǒng)復(fù)雜度大增，無論機構(gòu)還是管理系統(tǒng)，相對于其他兩類電池，系統(tǒng)級別的成本圓柱電池偏高；

　　2）在溫度環(huán)境不均勻條件下，大量電芯特性異化的概率上升，當(dāng)然，特斯拉之所以在設(shè)計之初選擇18650，相信只是個無奈之選，因為10年前，能夠大批量生產(chǎn)的合格動力電池，只有圓柱電池。而電池的安全和熱管理需求，反而是它強大電控系統(tǒng)的研發(fā)動力。

　　3）能量密度的上升空間已經(jīng)很小，2016年的新聞，超威把單體容量做到4050mAh，電芯比能量306Wh/kg，此后沒有看到更高的記錄。在既定空間內(nèi)，只有死磕材料，公認(rèn)是一條難走的路。

　　以上就是18650圓柱鋰電芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點，18650是目前最常見的鋰電封裝方式，無論是當(dāng)下最流行的三元材料，還是國家力推的磷酸鐵鋰，以及尚未普及的鈦酸鋰，均有18650的規(guī)格。