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電池極耳材料位置對(duì)鋰電池的影響

極耳的位置對(duì)鋰離子電池的內(nèi)阻和倍率有很大影響。當(dāng)極耳位于正負(fù)極中間時(shí),電池的內(nèi)阻和倍率性能是最好的,其性能與層壓電池接近。普通結(jié)構(gòu)的凸塊位于極片的一端,而凸塊位于極片的中間。

同一型號(hào)的插片式結(jié)構(gòu)和普通結(jié)構(gòu)的內(nèi)阻和直流電阻(DCR)差別很大,普通結(jié)構(gòu)的內(nèi)阻為30mΩ,插片式結(jié)構(gòu)的內(nèi)阻只有17mΩ;在50%充電狀態(tài)下,普通結(jié)構(gòu)的DCR為56.6mΩ,插片式結(jié)構(gòu)的DCR為47.4mΩ。差別是顯而易見(jiàn)的。在極片中間,電子在放電過(guò)程中從中間向兩端擴(kuò)散,當(dāng)電流較小時(shí),載體可以通過(guò)電子。

多耳繞組技術(shù)在載體上切割出固定的耳片形狀,繞組完成后,將載體焊接引出耳片,形成多耳電池。

由于極耳較多,分布較均勻,這種結(jié)構(gòu)的倍率性能較好,充放電溫升較小,適用于大功率設(shè)備。由于其焊接要求和較高的精度,用這種結(jié)構(gòu)制成的電池成本較高。多極插針結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)包括:進(jìn)一步降低電池阻抗,提高電池大倍率充放電性能,支持5C~10C放電;有效降低電池在大倍率放電下的溫升,10C放電時(shí)電池表面溫升小于20℃;電池溫度低,顯著提高電池循環(huán)壽命。

多極繞組電池的內(nèi)阻比極片式中間電池小得多,其恒流充電容量占總?cè)萘康谋壤^大。目前,手機(jī)廠商普遍宣稱(chēng)自己的產(chǎn)品能夠快速充電,但大多只限制在前30min,充電后期的實(shí)際恒壓階段時(shí)間較長(zhǎng),而多極繞組技術(shù)可以改善這方面的問(wèn)題,但由于其極耳較多,需要焊接和引線,導(dǎo)致其能量密度較低,提高多極繞組結(jié)構(gòu)電池的能量密度將是未來(lái)該技術(shù)的主要方向。

與多極耳卷繞相比,疊片電池每層有一個(gè)極耳,這種結(jié)構(gòu)的快速充電性能是目前各種結(jié)構(gòu)中最高的。但是,由于其自動(dòng)化程度的限制,目前在消費(fèi)電子領(lǐng)域應(yīng)用較少,主要用于軍事和動(dòng)力電池領(lǐng)域。相信隨著自動(dòng)化能力的提高,層壓技術(shù)將在未來(lái)成為主流。

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