Hvor mye vet du om firkantede 6s 22.2v lipo-batterier?

Klassifisert etter form Firkantet 6s 22.2v lipo-batteri har tre typer: firkantet, sylinderformet og tynn. Det finnes mange typer firkantede 6s 22.2v lipo-batterier, som hovedsakelig brukes i mobiltelefoner, digitalkameraer og andre felt; sylinderformede firkantede 6s 22.2v lipo-batterier inkluderer for øyeblikket 18650 (18mm×65mm), 26650 (26mm×65mm), 21700 (21mm×70mm) Tre modeller brukes hovedsakelig innen bærbare datamaskiner og elektriske verktøy; det plateformede firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet kan møte kravene til tynning av datamaskiner og kameraer. I dag vil CNHL introdusere relevant kunnskap om firkantet 6s 22.2v lipo-batteri i detalj.

1. Komponenter i firkantet 6s 22.2v lipo-batteri

Firkantet Et typisk firkantet 6s 22.2v lipo-batteris hovedkomponenter inkluderer et toppdeksel, et kabinett, en positiv plate, en negativ plate, en laminering eller vikling bestående av en membran, isolerende deler og sikkerhetskomponenter. Blant dem er to sikkerhetsstrukturer inkludert: Spiker-sikkerhetsanordning (NSD) og Overladings-sikkerhetsanordning (OSD). NSD legger til et metallag, som kobberfolie, til den ytterste kjernen av rullen. Når det oppstår nålestikk, reduserer den lokale høye strømmen som genereres på nålestikkstedet raskt strømmen per enhetsareal gjennom et stort område med kobberfolie, noe som kan forhindre lokal overoppheting på nålestikkstedet og bremse forekomsten av termisk løpsk.

OSD-sikkerhetsdesignet kan sees på mange firkantede 6s 22.2v lipo-batterier. Generelt brukes et metallark med smelte (Sikring). Smelten kan designes på den positive strømoppsamleren. Ved overlading av det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet forårsaker det interne trykket at OSD utløser en intern kortslutning, som genererer en øyeblikkelig høy strøm og smelter smelten, og dermed kutter den interne strømsløyfen til det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet. Skallet er vanligvis et stålhus eller et aluminiumsdeksel. Med markedets drivkraft for energitetthet og fremgang i produksjonsprosessen har aluminiumsdekselet gradvis blitt mainstream.

2. Egenskaper ved firkantet 6s 22.2v lipo-batteri

Fordeler med det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet: Det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet har høy pakningspålitelighet; høy systemenergiytelse; relativt lett vekt og høy energitetthet; et viktig valg for energitetthet; hvis enkeltkapasiteten er stor, er systemkonfigurasjonen relativt enkel, noe som gjør det mulig å overvåke enkeltcellene én etter én; en annen fordel med det enkle systemet er relativt god stabilitet.
Ulemper med firkantet 6s 22.2v lipo-batteri: Siden firkantet 6s 22.2v lipo-batteri kan tilpasses etter produktets størrelse, finnes det tusenvis av modeller på markedet, og fordi det er for mange modeller, er det vanskelig å standardisere prosessen; produksjonsautomatiseringsnivået er ikke høyt, og cellene er ganske forskjellige. I storskala applikasjoner er det et problem at systemets levetid er mye lavere enn levetiden til cellen. Den nasjonale anbefalte standarden GB/T 34013-2017 "Strømlagrings firkantet 6s 22.2v lipo-batteriproduktspesifikasjoner og dimensjoner for elektriske kjøretøy" gir 8 serier med dimensjoner for det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet.

Veiledning for størrelsen på battericellen kan ikke ha en spesielt tydelig effekt på kort sikt. Noen mener til og med at veiledning vil begrense utviklingen av industrien, og endring av produktstørrelse er ikke bare et problem med verktøy og former for battericelleproduksjon, men også dens innvirkning er veldig stor. Men som en anbefalt standard, så lenge den kan gi produsentene en tendens til å forberede ny produksjonskapasitet og justere produksjonslinjer, vil den på lang sikt uunngåelig fremme gradvis utvikling av spesifikasjoner og størrelser i retning av seriering.

Konsekvensen av celler og moduler er forutsetningen for den reelle realiseringen av kaskadeutnyttelse. Det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet er lettere å øke kapasiteten enn det sylinderformede batteriet, og det er færre begrensninger i prosessen med å øke kapasiteten. Antallet celler i systemet er lite, noe som bør være en av de viktige konkurransefordelene til det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet. Men etter hvert som volumet av cellen øker, oppstår også noen problemer, som alvorlig sideutbuling, vanskeligheter med varmeavledning og økt ujevnhet, noe som hindrer utviklingen. Følgende introduserer typiske problemer og løsninger for det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet.

3. Typiske problemer og løsninger for firkantet 6s 22.2v lipo-batteri

(1) Problem med sideutbuling Det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet har et visst trykk inne i batteriet under lade- og utladningsprosessen (erfaringsdata er 0,3-0,6MPa), under samme trykk, jo større belastningsområde, desto mer alvorlig deformasjon av skallveggen til det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet. Under den første lade- og utladningsprosessen til det flytende firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet reagerer elektrode-materialet og elektrolytten ved fast-væske-grensesnittet for å danne et passivlag som dekker overflaten av elektrode-materialet. Det dannede passivfilmen kan effektivt forhindre passasje av løsemiddelmolekyler, men litiumioner kan fritt innlemmes og fjernes gjennom passivlaget, som har egenskapene til en solid elektrolytt, så dette passivlaget kalles det faste elektrolyttgrensesnittet (Solid Electrolyte Interface, SEI) membran.

De viktige årsakene til utvidelsen av det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet er:
① Under formasjonen genereres gass under dannelsen av SEI-filmen, og lufttrykket i det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet øker. På grunn av den dårlige trykkmotstanden til den flate strukturen til det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet, deformeres kabinettet;
② Gitterparametrene til elektrode-materialet endres under lading, noe som får elektroden til å utvide seg, og elektrodeutvidelseskraften virker på skallet, noe som resulterer i deformasjon av det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriskallet;
③ Når det lagres ved høy temperatur, vil en liten mengde elektro-hydraulisk nedbrytning og økningen av gasstrykket på grunn av temperaturvirkningen forårsake deformasjon av det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriskallet. Blant de tre ovennevnte årsakene er utvidelsen av kabinettet forårsaket av elektrodeutvidelsen den viktigste.

Utbulingsproblemet til det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet er et vanlig problem, spesielt er det mer alvorlig for det store kapasitet firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet. Utbulingen av det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet vil øke den indre motstanden og lokal elektrolyttuttømming eller til og med skallbrudd, noe som alvorlig påvirker sikkerhetsytelsen og sykluslevetiden til det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet.
Løsning:
① Bruk liten struktur for å styrke skallstyrken;
② Optimaliser arrangementet. Gjennom de to metodene ovenfor kan utbulingsproblemet til det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet effektivt løses. Å styrke skallstyrken er å designe det opprinnelige flate skallet til en forsterket struktur, og teste effekten av skallforsterkningsstrukturen ved å trykke på innsiden av skallet. I henhold til de forskjellige festemetodene (fast lengderetning og fast bredderetning) testes effekten av forsterkningsstrukturen tydelig. Med eksempelet fast bredde, under trykket på 0,3MPa, er deformasjonen av skallet med forsterkningsstruktur 3,2 mm, mens deformasjonen av skallet uten forsterkningsstruktur når 4,1 mm, og deformasjonen reduseres med mer enn 20 %. Arrangeringen av cellene i modulen er forskjellig, og deformasjonen i tykkelsesretningen er også forskjellig. Løsningen for å optimalisere arrangementet er å sammenligne og velge arrangementet med minst deformasjon så mye som mulig.

(2) Varmeavledningsytelsen til det store firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet forverres. Med økningen av volumet til cellen blir avstanden fra oppvarmingsdelen inne i det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet til skallet stadig lengre, og det ledende mediet og grensesnittet blir stadig vanskeligere å avlede varme, og problemet med ujevn varmefordeling på cellen blir stadig mer åpenbart. Wu Weixiong og andre fra fysikkavdelingen ved Tsinghua University gjennomførte en studie. Eksperimentet brukte et firkantet 6s 22.2v lipo-batteri på 3,2V/12Ah, og lade- og utladningsutstyret for det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet var Xinwei CT-3001W-50V120-ANTF. Under prosessen var omgivelsestemperaturen 31°C, varmeavledningsmetoden var luftkjøling, og temperaturendringen til det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet ble registrert med et temperaturinspeksjonsinstrument.

De eksperimentelle trinnene er som følger:
1) Konstant strøm-lading, lad det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet med en strøm på 12A til ladeavskjæringsspenningen er 3,65V.
2) Hvile, 1 time etter lading for å stabilisere det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet.
3) Konstant strøm-utlading, utlading ved forskjellige hastigheter til utladingsavskjæringsspenningen på 2V. Utladningshastigheten er satt til henholdsvis 1C, 2C, 3C, 4C, 5C og 6C.

Ved forskjellige utladesatser vil temperaturen på overflaten av det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet endre seg. Når hastigheten øker, blir temperaturen også høyere og høyere. Den maksimale overflatetemperaturen til det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet tilsvarende hver utladesats er henholdsvis 38,1°C, 48,3°C, 56,7°C, 64,4°C, 72,2°C og 76,9°C. Ved 3C-utlading har maksimal temperatur overskredet 50℃, og ved 6C nådde temperaturen 76,9℃ og tiden over 50℃ var 470 sekunder, som utgjør to tredjedeler av hele utladningsprosessen, noe som er svært ugunstig for at det firkantede 6s 22.2v lipo-batteriet skal fungere trygt og kontinuerlig.

Faseendringsmaterialet har evnen til å endre sin fysiske tilstand innenfor et bestemt temperaturområde. Derfor brukes faseendringsmaterialet som varmeoverføringsmedium og festes til overflaten av enkeltcellen, og varmeavledningen kan forbedres betydelig. I tillegg finnes det også planer om å kombinere det termisk ledende materialet med vannkjøling, slik at vannkjølesystemet kan overføre varmen som absorberes av det termisk ledende materialet til utsiden av systemet.
For det firkantede 6s 22.2v lipo-batterisystemet for å forhindre termisk løpsk, er det ideelt å kunne oppdage parametrene til hver celle direkte (grunnleggende temperatur, spenning og strøm osv.) Fremveksten av nye sensorer med gode funksjoner vil gjøre det mulig å advare og håndtere termisk løpsk.

Du kan også se etter:Hvor mye vet du om firkantet 6s 22.2v lipo-batteri?