磷酸鐵鋰電池組外殼材料設(shè)計(jì)要求及種類

來源：存能電氣  日期：2019-06-12 09:36  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池組外殼材料設(shè)計(jì)要求及種類。就磷酸鐵鋰電池組外殼來說,就分為鋼殼鋰離子電池、鋁殼鋰離子電池、軟殼鋰離子電池等三大類。三種動(dòng)力鋰電池的內(nèi)部構(gòu)成要素區(qū)別不大，都是鋰電池，核心差異在于圓柱和方形電池主要采用金屬材料作為外殼，而軟包鋰電池采用鋁塑膜作為封裝外殼。

　　磷酸鐵鋰電池組外殼材料設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求

　　磷酸鐵鋰電池組外殼設(shè)計(jì)可分為：PVC熱封、塑膠、金屬

　　PVC熱封：鋰電池組外部具體采用什么樣的外殼封裝形式，主要是取決于客人的產(chǎn)品具體需求，對(duì)于采用PVC熱封的封裝形式，一般適用于電芯串并數(shù)量不多，整體重量較輕（≤2kg）的情況下，可以采用。但是對(duì)于整體重量≥1kg的磷酸鐵鋰電池組，需要在電芯之間加固定支架，外圍加玻纖板防護(hù)后，再采用PVC熱封。

　　塑膠：采用塑膠外殼，主要是不同的磷酸鐵鋰電池組定型后，涉及到的外殼有可能需要開模，模具費(fèi)用是一筆不小的開支，如開發(fā)前期，產(chǎn)品未定型，可以采用手板外殼打樣，對(duì)外殼的材質(zhì)和工藝要求不同，也會(huì)影響成本。

　　金屬：金屬外殼也是和塑膠外殼一樣，產(chǎn)品未定型前或數(shù)量需求不多，建議采用鈑金制樣，這樣主要是制樣交期較短，如批量較大，也建議開模。對(duì)于金屬外殼有防水等級(jí)要求的，也會(huì)大大影響到成本，還有就是特殊材質(zhì)、金屬外殼要求的，成本會(huì)更高。

　　鋰電池組的成本主要由電芯、PCM、結(jié)構(gòu)件構(gòu)成，另需要加上企業(yè)的PACK費(fèi)用、老化費(fèi)用、管理費(fèi)用等。同時(shí)由于產(chǎn)品技術(shù)難度，采購用量，不良率的要求不同，鋰電池價(jià)格也會(huì)相差很大！

　　磷酸鐵鋰電池組外殼材料種類

　　鋰電池外殼常用的材料大體分為三種：塑料、鋼殼和鋁殼，其中使鋁材生產(chǎn)的電池殼為最佳。鋰電池外殼設(shè)計(jì)可分為：PVC熱封、塑膠、金屬。電池外殼現(xiàn)在市面上最暢銷的是鋁合金外殼,鋁合金也是金屬類型中的一種。鋁合金密度低,但強(qiáng)度比較高,接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼,塑性好。鋰電池組的外殼主要有鋼殼、鋁殼、軟殼三種類型：

　　一、鋼殼

　　早期方形鋰離子電池大多為鋼殼，多用于手機(jī)電池，后由于鋼殼重量比能量低，且安全性差，逐步被鋁殼和軟包裝鋰離子電池所替代。

　　但在柱式鋰電池當(dāng)中，有另外一種景象，絕大部分廠商都以鋼材作為電池外殼材質(zhì)，因?yàn)殇撡|(zhì)材料的物理穩(wěn)定性，抗壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋁殼材質(zhì)，在各個(gè)廠家的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，安全裝置已經(jīng)放置在電池芯內(nèi)部，鋼殼柱式電池的安全性已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的高度，目前絕大部分的筆記型電腦電池的電芯均以鋼殼作為載體的。

　　二、鋁殼

　　鋁殼是一種用鋁合金材料制造出來的電池外殼，主要應(yīng)用于方型鋰離子電池上，鋰電采用鋁殼包裝的原因在于它的輕重量與比鋼殼更安全上。鋁殼設(shè)計(jì)有方角和圓角兩種，鋁殼的材質(zhì)一般為鋁錳合金，它含有的主要合金成分有Mn、Cu、Mg、Si、Fe等，這五種合金在鋰電池鋁殼中發(fā)揮著不同的作用，如Cu和Mg是提高強(qiáng)度與硬度，Mn提高耐腐蝕性，Si能增強(qiáng)含鎂鋁合金的熱處理效果，F(xiàn)e可以提高高溫強(qiáng)度。

　　鋁殼合金材料構(gòu)造有著顯著的安全性能考慮，這種安全性能可以用材質(zhì)厚度與鼓脹系數(shù)來表示。同樣容量的磷酸鐵鋰電池之所以比鋼殼的輕，就是因?yàn)殇X殼可以做的更薄。

　　三、軟包裝鋰離子電池

　　軟包裝鋰離子電池由于其質(zhì)量輕，開模成本較低，安全性高等優(yōu)點(diǎn)，逐步在擴(kuò)大其市場份額。主要應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品，目前也逐漸往手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)工具等市場發(fā)展。可以預(yù)見在未來幾年內(nèi)軟包裝鋰離子電池的市場份額還將繼續(xù)穩(wěn)步擴(kuò)大，應(yīng)用范圍更加廣泛，因外包為鋁塑膜，抗壓力很弱，限于目前國內(nèi)封裝廠的技術(shù)和環(huán)境限制，發(fā)生鼓脹的比例還是較為偏高。

　　在國內(nèi)政策高度傾向于能量密度和續(xù)航里程的前提下，軟包電池的高能量密度、低重量是其最大的優(yōu)勢，足以使得廠商和供應(yīng)商傾向選擇它。但其單體電池一致性還需提升，另外也需要類似圓柱電池的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，核心技術(shù)的提升也是影響未來軟包電池能否成為主流的關(guān)鍵。

　　鋰電池組外殼的設(shè)計(jì)應(yīng)該注意些什么?

　　1、極片連接：建議使用超聲波或點(diǎn)焊焊接方法，磷酸鐵鋰電池外殼設(shè)計(jì)應(yīng)使極片不受外力。

　　2、焊錫時(shí)間不能超過3秒鐘，次數(shù)不能超過5次，待極片冷卻后才能進(jìn)行下一次焊錫。

　　3、嚴(yán)禁直接加熱電芯，高于100℃度會(huì)損害電芯。

　　4、鋰電池的固定：電池最大面積的一面應(yīng)該固定在外殼上，安裝后電池不能有松動(dòng)。

　　5、外殼堅(jiān)韌度：鋰電池組外殼應(yīng)該有足夠的機(jī)械強(qiáng)度使電池免受機(jī)械撞擊。

　　6、焊接鉻鐵的溫度必須可控且可防靜電，溫度不能超過350℃。

　　鋰電池外殼是保護(hù)電芯和內(nèi)部電路的一種保護(hù)殼，磷酸鐵鋰電池組外殼對(duì)于電池來說是非常重要的，因此鋰電池外殼的設(shè)計(jì)對(duì)于電池來說也是極其重要的，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要掌握好方法。