정사각형 6s 22.2v 리포 배터리에 대해 얼마나 알고 있나요?

형상별 분류 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리는 정사각형, 원통형, 얇은형 세 가지 유형이 있습니다. 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리는 여러 종류가 있으며, 주로 휴대폰, 디지털 카메라 등 분야에 사용됩니다; 원통형 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리는 현재 18650 (18mm×65mm), 26650 (26mm×65mm), 21700 (21mm×70mm) 세 가지 모델이 주로 노트북 컴퓨터와 전동 공구 분야에 사용됩니다; 판형 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리는 컴퓨터와 카메라의 얇아지는 요구를 충족할 수 있습니다. 오늘 CNHL은 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리에 관한 관련 지식을 자세히 소개할 것입니다.

1. 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 구성 요소

정사각형 전형적인 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 주요 구성 요소는 상단 커버, 케이싱, 양극판, 음극판, 다이어프램, 절연 부품 및 안전 부품으로 구성된 적층 또는 권선으로 이루어져 있습니다. 이 중 두 가지 안전 구조가 포함되어 있습니다: 네일 안전 장치(NSD)와 과충전 안전 장치(OSD). NSD는 롤의 가장 바깥 핵심에 구리 호일과 같은 금속층을 추가합니다. 침투가 발생할 때, 침투 위치에서 발생하는 국부 고전류가 넓은 구리 호일 면적을 통해 단위 면적당 전류를 빠르게 감소시켜, 침투 위치의 국부 과열을 방지하고 열 폭주 발생을 늦출 수 있습니다.

OSD 안전 설계는 많은 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리에서 볼 수 있습니다. 일반적으로 용융체(퓨즈)가 있는 금속판을 사용합니다. 용융체는 양극 전류 수집기에 설계될 수 있습니다. 과충전 시, 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리 내부 압력으로 인해 OSD가 내부 단락을 유발하여 순간 고전류가 발생하고 용융체가 끊어져, 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 내부 전류 회로를 차단합니다. 케이스는 일반적으로 강철 케이스 또는 알루미늄 케이스입니다. 시장의 에너지 밀도 추구와 생산 공정의 진보에 힘입어 알루미늄 케이스가 점차 주류가 되었습니다.

2. 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 특징

정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 장점: 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리는 포장 신뢰성이 높고; 시스템 에너지 효율이 높으며; 비교적 가볍고 에너지 밀도가 높습니다; 에너지 밀도에 중요한 선택지입니다; 단위 용량이 크면 시스템 구성이 비교적 간단하여 단위 셀을 하나씩 모니터링할 수 있습니다; 간단한 시스템의 또 다른 이점은 비교적 좋은 안정성입니다.
정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 단점: 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리는 제품 크기에 따라 맞춤 제작할 수 있어 시장에 수천 가지 모델이 있으며, 모델이 너무 많아 공정을 통일하기 어렵습니다; 생산 자동화 수준이 높지 않고 단위 셀들이 상당히 다릅니다. 대규모 적용 시 시스템 수명이 단위 셀 수명보다 훨씬 짧은 문제가 있습니다. 국가 권장 표준 GB/T 34013-2017 "전기차용 전력 저장 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리 제품 사양 및 치수"는 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 8가지 치수를 제시합니다.

배터리 셀 크기 지침은 단기적으로 특별히 뚜렷한 효과가 없을 수 있습니다. 일부는 지침이 산업 발전을 제한한다고 생각하며, 제품 크기 변경은 배터리 셀 생산용 금형과 공구 문제뿐 아니라 그 영향이 매우 큽니다. 그러나 권장 표준으로서, 제조업체가 새로운 생산 능력 준비와 생산 라인 조정을 준비하도록 경향을 제시할 수 있다면, 장기적으로는 규격과 크기의 점진적 직렬화 발전을 촉진할 것입니다.

셀과 모듈의 일관성은 캐스케이드 활용의 진정한 실현을 위한 전제 조건입니다. 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리는 원통형 배터리보다 용량 증가가 쉽고, 용량 증가 과정에서 제한이 적습니다. 시스템 내 셀 수가 적어 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 중요한 경쟁력 중 하나입니다. 그러나 단위 셀 부피가 커짐에 따라 심각한 측면 팽창, 방열 어려움, 비균일성 증가 등의 문제가 발생하여 발전을 저해합니다. 다음은 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 전형적인 문제와 해결책을 소개합니다.

3. 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 전형적인 문제와 해결책

(1) 측면 팽창 문제 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리는 충방전 과정 중 내부에 일정 압력(경험 데이터 0.3-0.6MPa)이 있으며, 동일 압력 하에서 응력 면적이 클수록 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리 케이스 벽의 변형이 심합니다. 액체 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 첫 충방전 과정에서 전극 재료와 전해질이 고액 계면에서 반응하여 전극 재료 표면을 덮는 수동화층을 형성합니다. 형성된 수동화막은 용매 분자의 통과를 효과적으로 막지만, 리튬 이온은 수동화층을 자유롭게 삽입 및 탈삽입할 수 있어 고체 전해질 특성을 가지므로 이 수동화막을 고체 전해질 계면(Solid Electrolyte Interface, SEI) 막이라고 합니다.

정사각형 6s 22.2v 리포 배터리 팽창의 중요한 원인은:
① 형성 과정에서 SEI 막 형성 시 가스가 발생하여 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리 내부 공기압이 증가합니다. 평면 구조의 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리는 압력 저항이 약해 케이스가 변형됩니다;
② 충전 중 전극 재료의 격자 매개변수가 변해 전극이 팽창하고, 전극 팽창력이 케이스에 작용해 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리 케이스가 변형됩니다;
③ 고온 저장 시 소량의 전기분해 분해와 온도 영향으로 인한 가스 압력 증가가 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리 케이스 변형을 유발합니다. 위 세 가지 중 전극 팽창에 의한 케이스 팽창이 가장 중요합니다.

정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 팽창 문제는 흔한 문제이며, 특히 대용량 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리에서 더 심각합니다. 팽창은 내부 저항과 국부 전해질 고갈 또는 케이스 파손을 증가시켜 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 안전 성능과 사이클 수명에 심각한 영향을 미칩니다.
해결책:
① 소형 구조를 채택하여 케이스 강도를 강화합니다;
② 배열을 최적화합니다. 위 두 방법을 통해 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 팽창 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다. 케이스 강도 강화는 원래 평면 케이스를 보강 구조로 설계하고, 케이스 내부를 눌러 보강 구조 설계 효과를 테스트하는 것입니다. 고정 방법(길이 방향 고정 및 폭 방향 고정)에 따라 테스트하면 보강 구조 효과가 명확히 관찰됩니다. 폭 방향 고정 사례를 예로 들면, 0.3MPa 압력 하에서 보강 구조가 있는 케이스 변형은 3.2mm인 반면, 보강 구조 없는 케이스 변형은 4.1mm로 20% 이상 변형량이 감소했습니다. 모듈 내 셀 배열이 다르면 두께 방향 변형도 다릅니다. 배열 최적화 해결책은 변형이 가장 적은 배열을 비교 선택하는 것입니다.

(2) 대형 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 방열 성능 저하 단위 셀 부피가 커짐에 따라 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리 내부 발열 부위에서 케이스까지 거리가 점점 멀어지고, 전도 매체와 계면이 많아져 방열이 어려워지며, 단위 셀 내 열 분포 불균일 문제가 점점 뚜렷해집니다. 청화대학교 물리학과 우웨이숑 등은 연구를 수행했습니다. 실험에는 3.2V/12Ah 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리를 사용했고, 충방전 장비는 Xinwei CT-3001W-50V120-ANTF였습니다. 과정 중 주변 온도는 31°C였고, 방열 방식은 공기 냉각이었으며, 온도 검사 기기로 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리 온도 변화를 기록했습니다.

실험 단계는 다음과 같습니다:
1) 정전류 충전, 12A 전류로 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리를 충전하여 충전 차단 전압 3.65V에 도달할 때까지 충전합니다.
2) 휴지, 충전 후 1시간 동안 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리를 안정화시킵니다.
3) 정전류 방전, 서로 다른 속도로 방전 차단 전압 2V까지 방전합니다. 방전 속도는 각각 1C, 2C, 3C, 4C, 5C, 6C로 설정됩니다.

다양한 방전 속도에서 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리 표면 온도가 변합니다. 속도가 증가할수록 온도도 점점 높아집니다. 각 방전 속도에 대응하는 최대 표면 온도는 각각 38.1°C, 48.3°C, 56.7°C, 64.4°C, 72.2°C, 76.9°C입니다. 3C 방전 속도에서 최대 온도는 50℃를 초과했고, 6C에서는 온도가 76.9℃에 도달했으며 50℃ 초과 시간은 470초로 전체 방전 과정의 3분의 2를 차지해, 정사각형 6s 22.2v 리포 배터리의 안전하고 연속적인 작동에 매우 불리합니다.

상변화 물질은 일정 온도 범위 내에서 물리적 상태를 변화시킬 수 있는 능력이 있습니다. 따라서 상변화 물질을 열전달 매체로 사용하여 단일 셀 표면에 부착하면 방열 효과가 크게 향상됩니다. 또한, 열전도 물질과 수냉을 결합하여 수냉 시스템이 열전도 물질이 흡수한 열을 시스템 외부로 전달할 계획도 있습니다.
정사각형 6s 22.2v 리포 배터리 시스템의 열 폭주 방지를 위해 이상적으로는 각 셀의 기본 온도, 전압, 전류 등의 매개변수를 직접 감지할 수 있어야 합니다. 기능이 우수한 새로운 센서의 출현은 열 폭주 경고 및 대응을 가능하게 할 것입니다.

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