方形锂电池包 从安全防护角度看方形锂电池与圆形锂电池的区别

小编 2024-11-26 电池定制 23 0

从安全防护角度看方形锂电池与圆形锂电池的区别

一、结构特点导致的散热性差异:

方形锂电池:其外壳广泛采用铝合金及不锈钢等高效导热材料制成,这一设计显著扩大了散热表面积。得益于其平坦的外观,热量能够均匀且高效地分布在整个电池表面,有效促进了热量的对外传递与释放。这样的设计不仅减缓了电池在充放电过程中因内部热量累积而引起的温升速度,还大大降低了因高温引发的安全隐患,确保了电池的稳定运行。

圆形锂电池:其圆柱形的结构形态在优化空间利用的同时,也带来了一定的散热挑战。由于直径相对较小而高度较大,电池的散热面积相对受限,导致热量容易在电池的中心区域集中。这一特点意味着,当电池内部出现异常情况时,积聚的热量可能难以及时且充分地散发到外部环境中,从而增加了热失控的风险,对电池的安全性能构成了潜在威胁。

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二、保护机制的不同:

方形锂电池:在温度管理方面,方形锂电池设计了一套智能保护机制。当电池温度异常上升时,该机制会迅速响应,使电池内部电路呈现高阻状态,有效遏制充放电电流的流动,从而避免电池因过热而受损或引发安全隐患。更进一步,许多方形锂电池还集成了先进的电池管理系统(BMS),这一系统如同电池的大脑,能够实时监控电池的各项状态参数,如电压、电流、温度等,并根据这些数据精准调整电池的工作状态,确保电池在安全范围内运行。

圆形锂电池:圆形锂电池同样配备了多重安全防护机制,以增强其可靠性。在电池芯内部,通常会设置PPTC(自恢复保险丝)作为过温度及过电流的保护屏障。一旦电池芯温度异常升高或电流超过安全阈值,PPTC会立即转变为高阻状态,切断电池芯的充放电回路,有效防止电池因过热或短路而引发火灾或爆炸。此外,部分圆形锂电池还额外配备了CID(电流中断装置)或其他创新的安全元件,这些元件能在电池面临安全风险时迅速响应,通过内部产生气体等方式实现电池的自动泄压,进一步降低事故发生的可能性。

三、在车辆安全保护层面的一致性:

尽管方形锂电池与圆形锂电池在物理结构和安全保护的具体实现上各有千秋,但在应用于车辆时,从总体安全防护的角度来看,两者之间的区别并不明显。核心原因在于,无论电池形状如何,它们的基本构成元素——正极、负极、隔膜及电解液——是共通的,且都面临着由外部冲击(如撞击、穿刺)以及内部因素(如散热效率、性能衰减)所带来的安全挑战。因此,在车辆安全设计策略上,针对这两种电池类型的防护手段往往趋同,比如广泛采用电池管理系统(BMS)来持续监测电池状态,以及在电池包周围设置保护性缓冲结构以增强抗冲击能力,从而确保电池在复杂多变的运行环境中保持安全稳定。

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四、其他影响因素:

在审视方形锂电池与圆形锂电池的安全性时,我们必须意识到,形状只是众多影响因素中的一个方面。更为关键的是,电池的安全性能还深受其材料纯度的高低、生产工艺的精细程度以及后续的使用与维护方式等多种复杂因素的共同制约。因此,在进行安全性评估时,我们应当采取全面而综合的视角,将这些多样化的因素纳入考量范畴,以确保对电池安全性能的评估既准确又全面。

总结而言,方形锂电池与圆形锂电池在安全防护领域的差异,其核心聚焦于散热效率、具体的保护策略设计,以及可能针对车辆应用所采取的额外防护措施上。然而,从更宏观的安全防护视角出发,两者在保障电池安全性的根本目标上并无二致,均致力于通过综合手段来降低潜在风险,确保电池在各种工况下的稳定运行。因此,尽管存在具体实现上的差异,但两者在安全防护层面并未展现出本质性的不同。

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大容量、低内阻,星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池评测

前言

在追求更高能量密度、更稳定性能的电池领域,方形锂离子电池正逐渐成为备受关注的焦点。其独特的设计和性能优势在不同领域中展现出了巨大的潜力。为了满足不断增长的电能需求并应对多样化的应用场景,这种电池在能源存储、移动设备以及汽车行业等领域拥有广阔的应用前景。使得各大厂商纷纷投入研发,而星恒电源股份有限公司,在方形电池领域已有多年经验。

星恒电源股份有限公司成立于2003年是国内知名的动力锂电池高新技术企业。同时也是全球新能源应用服务商,星恒以中科院物理所技术为依托, 拥有苏州、滁州两大生产基地,欧洲、印度、东南亚三大子公司,下面;充电头网将测试星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池,一起来看看这款电芯的性能表现如何吧。

外观介绍

按照惯例,先来看看这款电芯的外观。

星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池为长方体设计,采用蓝色电芯套膜颜色。

星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池主要参数:

型号:IMP18/66/133(12)HA;

额定容量:12000mAh@0.5C;

标称电压:3.75V;标称能量:45Wh;

交流内阻:≤4mΩ。

星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池顶部两边为正负极极耳,中间带有泄压装置。

使用塑胶卡尺测得,星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池高度约为127.9mm。

使用塑胶卡尺测得,星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池直径约为65.5mm。

星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池厚度约为17mm。

星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池重量约为301.9g。

星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池在成年人手中分量感明显。

充放电测试

看完外观,进入正题;以下将进行0.2C、0.5C和1C倍率进行充放电测试。

充电测试

充电测试将对0.2C、0.5C和1C倍率进行恒流恒压充电,统计其总耗时。

0.2C充电

绘制出折线图,设置电流为 2400mA,0.2C为星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池充电,充电截止电压为 4.2V,耗时5小时57分钟左右。

0.5C充电

绘制出折线图,设置电流为 6000mA,0.5C为星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池充电,充电截止电压为 4.2V,耗时2小时43分钟左右。

1C充电

绘制出折线图,设置电流为 12000mA,1C为星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池充电,充电截止电压为 4.2V,耗时1小时41分钟左右。

将测试数据绘制成折线图,充电测试中0.2C充电充满耗时5小时57分钟,0.5C充电充满耗时2小时43分钟,1C充电充满耗时1小时41分钟。

放电测试

放电测试阶段将使用恒流放电,统计其总耗时及其放出容量及能量数值。

0.2C放电

绘制出折线图,设置电流为 4200mA,0.2C为星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池放电,均压3.79V,放到截止电压为 2.7V,耗时约5小时54分,放出容量14177mAh,放出能量53.79Wh。

0.5C放电

绘制出折线图,设置电流为 6000mA,0.5C为星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池放电,均压3.74V,放到截止电压为 2.7V,耗时约2小时20分,放出容量14072mAh,放出能量52.66Wh。

1C放电

绘制出折线图,设置电流为 12000mA,1C为星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池放电,均压3.68V,放到截止电压为 2.7V,耗时约1小时10分,放出容量14021mAh,放出能量51.59Wh。

将测试数据汇总成表格,可以看出电芯在三种倍率下进行放电测试差距,放电时间最短的为1C放电,放电时间约为1小时10分钟。放电时间最长的为0.2C放电,放电时间约为5小时54分钟。

将测试数据汇总成柱状图,放电测试中整体放电能量在51.59-53.79Wh之间;其中放电能量最高的是0.2C放电档位,放电能量达到53.79Wh;放电能量最低的是1C放电档位,放电能量为51.59Wh。

再来看看各档位放出的容量差异,将数据绘制出曲线图,可以看到 0.2C放电档位放出容量14177mAh,放出容量最低的是 1C放电档位放出容量14021mAh。

内阻测试

内阻测试部分,充电头网将使用内阻测试仪器,分别测试 满电内阻 与 空电内阻。

将测试数据汇总至表格,可以看到满电内阻电压为 4.2V,空电内阻电压则为 2.7V,星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池标称内阻是 ≤4mΩ。

绘制出柱状图,可以看到 4.2V满电内阻为 2.87mΩ,2.7V空电内阻为 2.84mΩ,均没有超过标称内阻,且满电与空电状态下内阻相差较小,表现优秀。

温度测试

温度测试部分,充电头网将对各个充放电倍率30分钟后的温度进行测量。

充电温度测试

0.2C充电

将星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池以0.2C倍率进行充电30分钟,表面最高温度为28.6℃左右。

0.5C充电

将星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池以0.5C倍率进行充电30分钟,表面最高温度为28.8℃左右。

1C充电

将星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池以1C倍率进行充电30分钟,表面最高温度为34.4℃左右。

放电温度测试

0.2C放电

将星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池以0.2C倍率进行放电30分钟,表面最高温度为28.3℃左右。

0.5C放电

将星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池以0.5C倍率进行放电30分钟,表面最高温度为29.1℃左右。

1C放电

将星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池以1C倍率进行放电30分钟,表面最高温度为31.9℃左右。

充电头网总结

这款星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池,充电头网分别在0.2C、0.5C以及1C三种倍率下进行测试,充电方面,1C倍率充电能在1小时41分完成充电,放电部分,可以看到0.2C倍率放电放出容量14177mAh,放出能量达到53.79Wh,大幅超过标称数据,表现惊艳。

内阻和温度表现,可以看到 4.2V满电内阻为 2.87mΩ,2.7V空电内阻为 2.84mΩ,均没有超过标称内阻,且满电与空电状态下内阻相差较小;温度方面,在三组不同倍率充放电进行30分钟后测试温度,充电温度在28-34℃区间;放电温度在28-32℃区间,整体发热量不大。

整体来看这款星恒IMP电芯12HA方形铝壳锂离子电池,无论是充放电、内阻还是温度方面表现都十分亮眼,此外;方形电池有助于更好地利用空间,提供更高的能量密度,能在较小的尺寸内提供更多的电能,而铝壳能提供了更好的结构强度和热散射性,有助于降低电池的温度,提高电池的稳定性和寿命。防止短路和电池内部元件受损,减少意外发生的可能性,同时铝壳相比其他金属壳材料更轻,有助于降低整体电池组件的重量,使得电子设备更加轻便便携,为储能行业贡献更多创新能量。

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