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磷酸铁锂离子电池包外壳材料的设计要求有哪些?磷酸铁锂离子电池包外壳材料的种类是什么?

2021-04-24 ryder

磷酸铁锂离子电池包外壳材料设计要求


磷酸铁锂离子电池包外壳设计可分为:PVC热封、塑胶、金属


PVC热封:锂离子电池包外部详尽采用什么样的外壳封装形式,主要是取决于客人的产品详尽需求,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的磷酸铁锂离子电池包,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,主要是不同的磷酸铁锂离子电池包定型后,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,对外壳的材质和工艺要求不同,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,提议采用钣金制样,这样主要是制样交期较短,如批量较大,也提议开模。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、金属外壳要求的,成本会更高。


磷酸铁锂离子电池包外壳材料种类


锂离子电池外壳常用的材料大体分为三种:塑料、钢壳和铝壳,其中使铝材加工的电池壳为最佳。锂离子电池外壳设计可分为:PVC热封、塑胶、金属。电池外壳今朝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。锂离子电池包的外壳主要有钢壳、铝壳、软壳三种类型:


一、钢壳


早期方形锂电池大多为钢壳,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电池所替代。


但在柱式锂离子电池当中,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,主要使用于方型锂电池上,锂电采用铝壳包装的原由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,这五种合金在锂离子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能加强含镁铝合金的热解决效果,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。同样容量的磷酸铁锂离子电池之所以比钢壳的轻,就是因为铝壳可以做的更薄。


三、软包装锂电池


软包装锂电池由于其质量轻,开模成本较低,安全性高等优势,逐步在张大其市场份额。主要使用于数码产品,目前也逐渐往手机、笔记本电脑、电动工具等市场发展。可以预见在将来几年内软包装锂电池的市场份额还将持续稳步张大,使用范围更加广泛,因外包为铝塑膜,抗压力很弱,限于目前国内封装厂的技术和环境限制,发生鼓胀的比例还是较为偏高。

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