锂电池拆解图文详解
很有幸,由于之前工作的缘故,经过我手上拆解的电池有数百个,磷酸铁锂,三元,软包,圆柱电池均有涉及,今天就拆解留存的一些图片,给大家展示一下,电池的内部极片状态到底是什么样子。
以下图片均是基于某种电池负极片状态,石墨负极在锂离子进入后,会逐渐变成金黄色,而正极则难以通过颜色变化来观察。我们通常通过拆解电池,观察负极片界面状态,来判断电池充放电机制和电池的好坏。
SOC=7%,能够看到电极中央部有纹路,电极没有变色。
SOC=14%,能够看到电极中央部的纹路。稍微有些变色。
SOC=26%,稍微变成了蓝色。
SOC=53.9%,变成蓝色,能够看出气泡的纹路。
SOC=70.0%,变成了暗紫偏红的颜色,能够看到黑色未充电区域。没有发现锂离子析出。
SOC=81.5%,变成金色,能看到黑色未充电区域。能够看到白色的析锂现象。
根据以上图片, SOC未满50%的阶段,电极的状态没有太大的变化。从50%以上开始能够观察到电极的变化。根据图片4,能够发现在3.6V左右时发生大量气泡的痕迹。能够推测出特别是在图5与图6之间发生了非常大的变化点。SOC仅仅只变化了10%,但是电极的状态完全不同。
SOC=100%时,电池极片状态。白色部分多为析锂。
剥离白色部分后下方的极片表面并没有变成金色,这说明锂离子没有嵌入负极材料中。总之,这部分的负极材料阻碍了锂离子的嵌入,因此发生了锂离子析出到表面的状况。推测可能是粘结剂(CMC、SBR)在电极表面分布不均,被负极材料碳包裹,导致锂离子无法嵌入。
SOC=100%时,黑点部分,多为未充电区域。黑点较多,则是导致电池容量偏低的一个重要原因,导致黑点的主要因素有浆料的均匀程度、涂布面密度控制精度、卷绕的张力控制、化成产气等。
锂电池内部用的是什么样的电芯?拆一块来看看
锂电池的重要组成部分便是锂电池电芯,电芯是电池最基本的组成单元。所以,我们这次重点来讲一讲关于锂电池电芯的几个小知识。
首先,锂电池电芯有这几种分类方式,以包装的方式可以分为三类:钢壳电芯,铝壳电芯和铝塑膜软包电芯;
图片来源于网络
以内部的电解液不同可以分为两类:液态锂离子电芯(电解液是液态的)、聚合物锂离子电芯,电解液是固体或胶体聚合物,目前大部分采用聚合物胶体电解液;以结构不同来分类可以分为方形电芯和圆柱形电芯。
举个我们房车上常用的磷酸铁锂电池例子,磷酸铁锂电芯它有钢壳类的圆柱形电芯、有铝壳类的电芯,也有铝塑膜类的软包电芯,使用的电解液根据电芯外壳类型而定,钢壳和铝壳的电芯使用液态电解液,软包主要使用胶态或固态电解液,基本不使用液态电解液,所以,聚合物锂电芯一般就是指软包锂电芯。
图片来源于网络
拆开RENOGY的智能磷酸铁锂电池,可以看到它的内部使用的是软包电芯,为什么使用软包电芯,它有什么优势呢?
RENOGY如果新能源磷酸铁锂电池内部电芯构造
一、安全性能好,软包电芯采用铝塑膜包装,发生安全问题时,软包电芯一般会鼓包,而不像钢壳或铝壳电芯那样发生爆炸;
RENOGY如果新能源磷酸铁锂电池内部软包电芯
二、重量轻,软包电芯重量较同等容量的钢壳锂电芯轻40%,较铝壳锂电芯轻20%;
三、内阻小,软包电芯的内阻较小,可以极大地降低电池的自耗电;
四、循环性能好,软包电芯的循环寿命更长,100次循环衰减比铝壳少4%~7%;
五、厚度小,能做得更薄,软包电芯厚度可做到2.5mm以下,钢壳或铝壳厚度做到3.6mm以下时存在技术瓶颈;
RENOGY如果新能源磷酸铁锂电池内部电芯
六、容量大,同等规格的软包电芯实际容量比钢壳电芯实际容量多5-10%;
七、设计灵活,外形可变任意形状,可根据需求定制,开发新的电芯型号;
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