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锂电池外壳常用的材料有哪些,分哪些种类?
锂电池外壳常用的材料有哪些,分哪些种类?
  • 发布时间:2019-12-31 16:44

锂电池外壳常用的材料有哪些,分哪些种类?

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锂电池外壳常用的材料大体分为三种:塑料、钢壳和铝壳,其中使铝材生产的电池壳为最佳。锂电池外壳设计可分为:PVC热封、塑胶、金属。电池外壳现在市面上最畅销的是铝合金外壳,铝合金也是金属类型中的一种。铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好。
 
锂电池的外壳主要有钢壳和铝壳两种类型:
一、钢壳
早期方形锂离子电池大多为钢壳,多用于手机电池,后由于钢壳重量比能量低,且安全性差,逐步被铝壳和软包装锂离子电池所替代。
 
但在柱式锂电池当中,有另外一种景象,绝大部分厂商都以钢材作为电池外壳材质,因为钢质材料的物理稳定性,抗压力远远高于铝壳材质,在各个厂家的设计结构优化后,安全装置已经放置在电池芯内部,钢壳柱式电池的安全性已经达到了一个新的高度,目前绝大部分的笔记型电脑电池的电芯均以钢壳作为载体的。
 
二、铝壳
铝壳是一种用铝合金材料制造出来的电池外壳,主要应用于方型锂离子电池上,锂电采用铝壳包装的原因在于它的轻重量与比钢壳更安全上。
 
铝壳设计有方角和圆角两种,铝壳的材质一般为铝锰合金,它含有的主要合金成分有Mn、Cu、Mg、Si、Fe等,这五种合金在锂电池铝壳中发挥着不同的作用,如Cu和Mg是提高强度与硬度,Mn提高耐腐蚀性,Si能增强含镁铝合金的热处理效果,Fe可以提高高温强度。
 
铝壳合金材料构造有着显著的安全性能考虑,这种安全性能可以用材质厚度与鼓胀系数来表示。同样容量的锂电池之所以比钢壳的轻,就是因为铝壳可以做的更薄。
 
锂电池外壳用铝壳、钢壳还是塑料壳好?
 
锂电池铝壳、钢壳、塑料壳各有利弊,不能简单评判,看使用场合,看评判标准。
 
铝壳锂电池能量密度高于塑壳,铝壳本身因为是金属壳体要做绝缘处理;塑料壳本身具有绝缘性能,端盖极柱处处理简单,pack时也比较方便,但其能量密度比铝壳低。
 
正因为锂电池铝壳具备上述相对优势,所以,铝壳锂电池是目前液态锂电池的主流,几乎应用于锂电池涉及到的所有领域。轻重量和安全性以及由此而来的性能优点,使得锂电池铝壳成为外壳的主流,锂电池铝壳目前还在向高硬度和轻重量的技术上演进,这将会为市场提供技术更加优越的锂电池产品。
 
锂电池外壳的需求与设计:
PVC热封:锂电池组外部具体采用什么样的外壳封装形式,主要是取决于客人的产品具体需求,对于采用PVC热封的封装形式,一般适用于电芯串并数量不多,整体重量较轻(≤2kg)的情况下,可以采用。但是对于整体重量≥1kg的电池组,需要在电芯之间加固定支架,外围加玻纤板防护后,再采用PVC热封。
 
塑胶:采用塑胶外壳,主要是不同的锂电池组定型后,涉及到的外壳有可能需要开模,模具费用是一笔不小的开支,如开发前期,产品未定型,可以采用手板外壳打样(手板强度不如开模定型后材质强度),对外壳的材质和工艺(特别是带三防要求)要求不同,也会影响成本。
 
金属:金属外壳也是和塑胶外壳一样,产品未定型前或数量需求不多,建议采用钣金制样,这样主要是制样交期较短,如批量较大,也建议开模。对于金属外壳有防水等级要求的,也会大大影响到成本,还有就是特殊材质(如钛合金等)金属外壳要求的,成本会更高。
 
锂电池外壳有毒吗?
锂离子电池能量密度大,平均输出电压高。自放电小,好的电池,每月在2%以下(可恢复)。没有记忆效应。工作温度范围宽为-20℃~60℃。循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%,而且输出功率大。使用寿命长。不含有毒有害物质,被称为绿色电池。
 
且其电解液为有机溶剂和锂盐,大多为无毒或低毒;但锂电池分解或水解产物为氢氟酸和其它含氟化合物,具有一定腐蚀性和毒性。由此可以看出,锂电池外壳是没毒的,有毒的是电池,但是并不是所有电池都是有毒的,锂离子电池就是就是相对环保绿色的一种无毒电池。
 
圆柱和方形电池主要采用金属材料作为外壳,而软包锂电池采用铝塑膜作为封装外壳。在国内政策高度倾向于能量密度和续航里程的前提下,软包锂电池的高能量密度、低重量是其最大的优势,足以使得厂商和供应商倾向选择铝壳作为锂电池外壳。
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