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电池极耳材料位置对锂电池的影响

极耳的位置对锂离子电池的内阻和倍率有很大影响。当极耳位于正负极中间时,电池的内阻和倍率性能是最好的,其性能与层压电池接近。普通结构的凸块位于极片的一端,而凸块位于极片的中间。

同一型号的插片式结构和普通结构的内阻和直流电阻(DCR)差别很大,普通结构的内阻为30mΩ,插片式结构的内阻只有17mΩ;在50%充电状态下,普通结构的DCR为56.6mΩ,插片式结构的DCR为47.4mΩ。差别是显而易见的。在极片中间,电子在放电过程中从中间向两端扩散,当电流较小时,载体可以通过电子。

多耳绕组技术在载体上切割出固定的耳片形状,绕组完成后,将载体焊接引出耳片,形成多耳电池。

由于极耳较多,分布较均匀,这种结构的倍率性能较好,充放电温升较小,适用于大功率设备。由于其焊接要求和较高的精度,用这种结构制成的电池成本较高。多极插针结构的优点包括:进一步降低电池阻抗,提高电池大倍率充放电性能,支持5C~10C放电;有效降低电池在大倍率放电下的温升,10C放电时电池表面温升小于20℃;电池温度低,显著提高电池循环寿命。

多极绕组电池的内阻比极片式中间电池小得多,其恒流充电容量占总容量的比例较大。目前,手机厂商普遍宣称自己的产品能够快速充电,但大多只限制在前30min,充电后期的实际恒压阶段时间较长,而多极绕组技术可以改善这方面的问题,但由于其极耳较多,需要焊接和引线,导致其能量密度较低,提高多极绕组结构电池的能量密度将是未来该技术的主要方向。

与多极耳卷绕相比,叠片电池每层有一个极耳,这种结构的快速充电性能是目前各种结构中最高的。但是,由于其自动化程度的限制,目前在消费电子领域应用较少,主要用于军事和动力电池领域。相信随着自动化能力的提高,层压技术将在未来成为主流。

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