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便攜式儲能通常采用的電池包括圓柱電池和軟包電池,圓柱電池包括18650圓柱電池和21700圓柱電池。

無論是硬殼電池還是軟包電池,其內部結構(正極、負極、隔膜、電解液)的差別還是不大的,最主要的區別便是電池外殼,軟包電池采用鋁塑復合膜作為外殼材料,而方形以及圓柱電池則采用金屬材料作為外殼,也叫做硬殼電池。

便攜式儲能常用電池種類及企業技術路線介紹

便攜儲能常用電池種類

從企業技術路線來看,華寶新能作為業界龍頭,主要以三元為主,正浩創新也以三元為主,3600Wh 產品采用磷酸鐵鋰,Goal Zero低于 400Wh 的 產品采用鉛酸電池,高于 400Wh 的選用三元鋰電池,派能科技和德蘭明海采用磷酸鐵鋰。

便攜式儲能常用電池種類及企業技術路線介紹

便攜儲能主要企業技術路線

圓柱鋰電池

圓柱鋰電池就是圓型的鋰電池,單個主要是由正極,負極,隔膜,正極負極集電極,閥門,過電流保護設備,絕緣件和外殼共同組合而成。早期的外殼材料選擇鋼殼較多,現階段以鋁殼為主導。

圓柱鋰電池有統一的標準,因此它可以大批量的制造生產加工,電池廠家技術的成熟和完善可以使圓柱鋰電池的生產速度更高;同時它的使用范圍也更廣,其技術更加的成熟。

圓柱形鋰電池按照填充物材質可以分為磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、鈷錳混合電池和三元鋰電池。按照外殼種類可以鋼殼外殼鋰電池和聚合物外殼鋰電池。不同材質體系的電池有不同的優勢。

圓柱形鋰電池通常用五位數來表示型號,從左邊的數字開始,第一個數字和第二個數字指的是電池直徑,第三個數字指的是電池高度,第五個數字指的是圓形。圓柱形鋰電池有很多型號,比較常見的有10400.1450.16340.18650.2170.26650。

便攜式儲能常用電池種類及企業技術路線介紹

18650電池

18650是鋰離子電池中的一種型號,是鋰離子電池的開山鼻祖。

鋰電池是由日本sony公司之前為了更好地節省成本而制定的一種標準的鋰電池型號,我們經常所提到的18650電池實際上是以電池的大小型號來命名的鋰離子電池。

常見的18650電池也被分之為鋰離子電池跟磷酸鐵鋰電池,18650中的18指的是鋰離子電池的直徑是18mm,65表示的是長度值65mm,0表示屬于圓柱形電池。量為31.5ah,電壓為3.6v。是一種性價比很高的電池。

18650電池的主要優點是:

1.重量輕,便于攜帶和安裝;

2.放電性能好,在額定容量的條件下可連續放電500次以上;

3.自放電極化溫度低,對熱敏感元件無影響;

4.循環壽命高、可靠性好。

缺點是:

1.價格較高。

2.由于體積大、笨重、不美觀等原因而不被廣大用戶所接受。

目前市場上銷售的圓柱18650電池有圓柱形鋁殼(1861-lf)、圓柱形銅殼(1861-c)、圓柱形鐵殼(1861-t)。其中最常用的是圓柱形鋁外殼,1861-hf和1862-gn兩種型號使用較多。

1865-hf型圓柱鋁外殼鋰電池采用鋁合金材料制作的外包裝箱及內包裝箱,1862gn則采用鍍鋅鋼板制作外包裝箱及內包裝箱,1866gp則用不銹鋼板作外包裝盒與內裝盒相結合的形式進行設計制造。

21700電池

21700電池是一種直徑為21毫米、高度為70毫米的鋰電池。由于其體積增大,空間利用率增大,可提高電池單體和系統的能量密度,其體積能量密度遠高于18650電池。

正極材料:NCM三元鋰為主,磷酸鐵鋰為輔。

優勢:相比于18650電池,2170電池組成的整包能量密度可以進一步提高,增大的尺寸讓2170電池新增多極耳,充電速度更快。當然相同容量的電池包,2170電池可以用更少的電芯,BMS控制和保護算法可以更簡單一些。

缺點:2170電池用現在的目光來看,最大的缺點還是在能量密度上,與方形電池及4680電池都有些許差距,只是在體積尺寸上稍稍增大也僅僅是解決了18650電池的部分缺點,并未達到最終完美狀態。

便攜式儲能常用電池種類及企業技術路線介紹

目前,流行一點常見在售的21700電池有兩款,分別是4200mAh(21700鋰電池)和3750mAh(21700鋰電池)。即將上線的有容量更大的5000mAh(21700鋰電池)。

軟包電池

軟包電池,采用了鋁塑膜作為包裝材料的電池,需使用熱封裝。軟包鋰電池的基本結構與圓柱和方形是類似的,只是軟包鋰電池是液態鋰離子電池套上一層聚合物外殼,在結構上采用鋁塑膜包裝,其一般有三層組成,尼龍層是保證了鋁塑膜的外形,Al層防止水的滲入,PP(聚丙烯)層可以有效阻止內部電解質等與 Al 層接觸,避免 Al 層被腐蝕。

便攜式儲能常用電池種類及企業技術路線介紹

軟包電池的包裝材料和結構使其擁有一系列優勢,比如,安全性能好,軟包電池在結構上采用鋁塑膜包裝,發生安全問題時,軟包電池一般會鼓氣裂開,而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣發生爆炸;重量輕,可以減輕汽車負擔;設計靈活,可以隨意變換外形的形狀。

缺點在于一致性較差,成本高,容易發生漏液,而且鋁塑膜看上去很簡單,但是如何把三層材料均勻地、牢固地結合在一起也不是那么容易的事,而且現在質量好的鋁塑膜基本上都是依賴進口,國產的質量還有待改進。

參考資料:智電汽車、鋰聚合物電池旋力、阿童木智能傳感器、網絡等

原文始發于微信公眾號(艾邦儲能與充電):便攜式儲能常用電池種類及企業技術路線介紹

作者 li, meiyong

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