锂电池pack厂商解析什么是18650锂电池

2020-09-07 15:43 ryder

18650电池是一类电池的统称,现在大多是指18650锂电池,其中18650是指电池的外形尺寸其中18表示直径为18mm,65表示长度为65mm,0表示为圆柱形电池。
 
一)18650电池有哪些种类
18650电池的种类有18650镍氢电池、18650锂离子电池、18650磷酸铁锂电池
由于18650镍氢电池有与材料特性,在能量密度上是比不过锂电池的,也就是在同等体积下,锂电池的容量密度要比镍氢电池大,最终导致18650镍氢电池在市场上淘汰了,使得目前市场上常见的18650电池都是锂电池。但是18650锂电池也分为锂离子电池、磷酸铁锂电池。锂离子电池电压为标称电压为3.7v,充电截止电压为4.2v,磷酸铁锂电池标称电压为3.2V,放电截止电压为3.6v,容量通常为1200mAh-3350mAh,常见容量是2200mAh-2600mAh。
 
二)18650电池焊接方法:
18650锂电池生产制造的焊接方法主要有电焊、超声波焊接、激光焊接、穿透焊和缝焊、脉冲模式焊接、连续模式焊接等。
目前电池生产厂家最常用的电池焊接方法是超声波焊接和穿透焊和缝焊。
 
穿透焊和缝焊穿透焊,连接片无需冲孔,加工相对简单。穿透焊需要功率较大的激光焊机。穿透焊的熔深比缝焊的熔深要低,可靠性相对差点。缝焊相比穿透焊,只需较小功率激光焊机。缝焊的熔深比穿透焊的熔深要高,可靠性相对较好。但连接片需冲孔,加工相对困难。
超声波焊接原理是线性振动摩擦焊接利用在两个待焊工件接触面所产生的摩擦热能来使塑料熔化。热能来自一定压力下,一个工件在另一个表面以一定的位移或振幅往复的移动。一旦达到预期的焊接程度,振动就会停止,同时仍旧会有一定的压力施加于两个工件上,使刚刚焊接好的部分冷却、固化,从而形成紧密地结合。
1、超声波塑料焊接优点:焊接速度快,焊接强度高、密封性好;取代传统的焊接/粘接工艺,成本低廉,清洁无污染且不会损伤工件;焊接过程稳定,所有焊接参数均可通过软件系统进行跟踪监控,一旦发现故障很容易进行排除和维护。
2、超声波金属焊接优点:1)、焊接材料不熔融,不脆弱金属特性。2)、焊接后导电性好,电阻系数极低或近乎零。
3)、对焊接金属表面要求低,氧化或电镀均可焊接。4)、焊接时间短,不需任何助焊剂、气体、焊料。5)、焊接无火花,环保安全。
 
 
三)18650的优缺点
(一)18650锂离子电池
18650锂离子电池是液态锂电池,其电解液是液态的,为圆柱形的,金属外壳的电池。
1、18650锂离子电池优点
1)容量大 单体18650锂电池的容量一般为1200mah~3600mah之间,组合起来的18650锂电池组是随随便便都可以突破100Ah。
2)寿命长 18650锂电池的使用寿命很长,正常使用时循环寿命可达500次以上,是普通电池的两倍以上。
3)安全性能高 18650锂电池安全性能高,不爆炸,不燃烧;无毒,无污染,经过RoHS商标认证;各种安全性能一气呵成,循环次数大于500次;18650锂电池的正负极是分开的,并且带有可靠的安全阀,所以它发生短路现象非常低。加装保护板的18650锂电池pack性能更可靠。
4)放电平台高 18650锂电池的电压一般都在3.6V、3.8V和4.2V。
5)没有记忆效应 在充电前不必将剩余电量放空,使用方便。
6)内阻小: 目前常规的技术都可以制成35毫欧抗阻以下的锂电池。
7)可串联或并联组合成18650锂电池组
8)使用范围广 笔记本电脑、对讲机、便携式DVD,仪器仪表、音响设备、航模、玩具、摄像机、数码照相机等电子设备。
 
2、18650锂离子电池缺点
1)由于体型是固定的,异形电池组的生产一般不考虑使用18650锂电池。
2)任然有爆炸的风险,虽然这笔聚合物锂电池的概率更低。
3)18650锂电池PACK需要设定保护板放置电池的过放和过充。需要在限制的条件下使用。
4)18650锂电池的生产条件要求高,相对于一般的电池生产,18650锂电池对生产条件要求很高,这无疑增加了生产成本。
 
(二)18650磷酸铁锂电池
18650磷酸铁锂电池是近几年发明的,是在锂离子电池发展中发明的,也是锂离子电池的一种。
1、磷酸铁锂电池的优点
1)安全性能的改善
磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,因此拥有良好的安全性。有报告指出,实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象,但未出现一例爆炸事件,而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电,发现依然有爆炸现象。虽然如此,其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池,已大有改善。
 
2)寿命的改善
长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右,最高也就500次,而磷酸铁锂动力电池,循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”,最多也就1~1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,理论寿命将达到7~8年
 
4)大容量
对比镍电和铅酸电池,能量密度相比提高了很多。
 
5)重量轻
同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3,重量是铅酸电池的1/3。
 
6)环保
磷酸铁锂电池一般被认为是不含任何重金属与稀有金属(镍氢电池需稀有金属),无毒(SGS认证通过),无污染,符合欧洲RoHS规定,为绝对的绿色环保电池证。
 
2、磷酸铁锂电池的缺点
 
1)在磷酸铁锂制备时的烧结过程中,氧化铁在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性。单质铁会引起电池的微短路,是电池中最忌讳的物质。这也是一直不将该材料作为动力型锂离子电池正极材料的主要原因。
 
2)磷酸铁锂存在一些性能上的缺陷,如振实密度与压实密度很低,导致锂离子电池的能量密度较低。低温性能较差,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。
 
3)材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,一致性差。
 
4)知识产权问题。目前磷酸铁锂的基础专利被美国德州大学所有,而碳包覆专利被加拿大人所申请。这两个基础性专利是无法绕过去的,如果成本中计算上专利使用费的话,那产品成本将会进一步提高。
 
四、18650电池的寿命:
 
现在3.7V的18650锂离子电池一般循环寿命可达500~1000次左右,3.2V的18650磷酸铁锂电池一般寿命可达2000以上,当然前提是正规厂商生产的合格电池,如果是次品或假冒电池,寿命将会很短。
18650锂电池的使用寿命很长,正常使用时循环寿命可达500次以上,是普通电池的两倍以上。
 
五、18650电池的高低温性能:
 
18650锂离子电池低温较好。-20摄氏度的时候根据放电倍率不同容量损失也不同,电流不大的时候大约损失30%。
特种的低温型18650锂离子电池低温性能强悍:
放电容量:
50℃:≥95%x初始容量;
-40℃:≥75%x初始容量;
 
在环境温度(20±2)℃的条件下,电池做一个0.2C5A循环,此容量为初始容量;然后电池进行标准充电后。按如下条件测试,要求电池无漏液、起鼓现象
a、在(50±2)℃下搁置2h,以0.2C5A恒流放电至终止电压后在室温状态下搁置2h,目测外观无明显变形、无破裂、不漏液。
b、在(-40±2)℃下搁置2h,以0.2C5A恒流放电至终止电压后在室温状态下搁置2h,目测外观无明显变形、无破裂、不漏液。
18650磷酸铁锂电池低温性能:
在-40℃下以0.5C放电,放电容量超过初始容量的60%;在-35℃下以0.3C放电,放电容量超过初始容量的70%,超过国家60%的标准,工作温度范围宽,最低温度可达40℃,而最高温度高达55℃,可在-20℃下充电。
 
六、18650电池的应用领域:
1、因18650在工作中的稳定性能非常好,广泛应用于各大电子领域:常用于高档强光手电、随身电源,无线数据传输器,电热保暖衣、鞋,便携式仪器仪表,便携式照明设备,便携式打印机,工业仪器,医疗仪器等。
2、18650磷酸铁锂电池主要应用于军事设备、航空航天工业、深海潜水设备、极地科学调查、电力通信、公共安全、医疗电子、AGV、RV等领域。

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