鉅大LARGE | 點擊量:2572次 | 2020年09月03日
電池的關鍵部件有哪些?
1.安全閥
光聽這個名字就了解它在電池零件中的地位了。安全閥位于蓋帽與卷包電芯之間,用途就是保護電池和使用者安全,成為電池防爆的最終屏障。
鋰離子電池內部的有機電解液或聚合物在大電流、高溫的條件下會被電解,電解出現氣體,氣體急速膨脹,導致內部壓力升高,嚴重會沖破殼體,發生爆炸。現在絕大多數電池都使用鋼殼、鋁殼等金屬殼體進行封裝,在過度充電、短路、溫度過高甚至電池被擠壓的情況下,會使其內部壓力驟增,當超過殼體的承受值時,電池便會爆炸。這也讓聚合物軟包迅速發展,當電池內部出現氣體發生鼓氣現象時,氣體可更早地突破軟包殼體,防止聚集過多,出現激烈爆炸,但聚合物軟包電池只是換了一種電池形式,并沒有消除電池爆炸的困擾。
安全閥就很好地解決了這個問題,它能杜絕大部分的電池脹氣爆炸的發生。安全閥是每一顆18650電池的標配,也是最重要的一道防爆屏障,當電池內部氣壓升高到1.0-1.2Mpa時,其頂部安全閥會自動開啟排氣減壓,防止爆炸。但是,當安全閥開啟之后,電池內部泄露出的化學物質在高溫的條件下會與空氣中的氧氣發生化學反應,仍然有可能出現起火的情況,所以不能將安全都寄托于安全閥。另外,現在部分18650電池還自帶保護板,具有過充過放和短路保護等功能,為電池供應雙重保護。現在正規電池的安全性能都十分高,發生爆炸的可能性非常低,但是,假如電池發生意外,安全閥的存在就會是救命的關鍵。
正是這些小零件的存在才保障了電池的正常工作,也保護著使用者的安全,甚至在電池發生意外時會成為救命的最后稻草,而國家對這一領域的重視也促使電池小零件變得更加規范化和標準化。
2.密封圈
密封圈位于電池蓋帽之下,用途是確保電池擁有良好的密封性,阻擋電解液的泄露,為電池內部反應供應良好的密閉環境。同時在電池蓋帽下壓時還能起到減壓緩沖用途,保證電池內部組件的正常運行,為電池的壽命和安全供應重要保障。
密封圈的用途不只是保障電池密封性能,在關鍵時刻還能救命。一般在密封圈上都會設置至少一處薄弱部位,其強度要低于主體平面的其他部位。當電池內部的氣體壓力異常增大到電池爆炸壓力之前,密封圈的薄弱部位即可斷裂,將電池內部的氣體從斷裂處釋放,同時根據設定好的氣體流向路線排放,杜絕出現不可預料的氣流,防止電池發生強烈的爆炸。
而密封圈的材質根據不同的電池種類、形狀、使用環境都會有不同的選擇。最常用就是全氟橡膠密封圈,其具有高價格高性能的特點,然而鋰離子電池里密封件的成本不僅僅要考慮密封件的購買價格,更要考慮使用壽命和故障、維修所帶來的損失等。全氟橡膠密封圈價格較高但它的使用效果和使用壽命都是最佳,綜合而言是最具性價比的材料。
然而大多數橡膠密封圈在壓力用途下,會出現彈性變形,隨著壓力的增大,也會出現永久的塑性變形,將會影響電池的使用壽命。關于一些特殊性電池顯然達不到其要求,這就要一些其他材料的新型密封圈,陶瓷材料具有良好的耐酸堿、抗腐蝕,耐高溫等特性使其成為新的選擇。現在陶瓷密封圈也被越來越多的應用于動力鋰電池行業,工信部近日征集《動力型鋰離子電池陶瓷密封圈》的標準,將會對陶瓷密封圈的規格和使用做出更加詳細的規定。
3.阻燃絕緣、終止膠帶
電池內部和外部都會纏有各種顏色的膠粘帶,有些還會印有商標編碼,但它不光是為了顏值,更是電池使用安全中必不可少的一部分。電池中的膠帶一般分為兩種,一種是存在于電池內部的終止膠帶,用于電極繞卷、極片保護、和卷芯終止等工序的壓敏膠粘帶,確保電池反應的正常運行。另一種就是用于電池外面的衣服,為電池供應最基本的保護:防碰撞,阻高溫。而在電池發生意外爆炸時,這層外衣也會起到爆炸緩沖阻止燃燒的用途,成為電池安全的一把保護傘。
鋰離子電池終止膠帶又稱鋰電芯專用膠帶,厚度一般為0.016-0.055cm。終止膠帶屬于壓敏膠帶的一種,除了壓敏膠帶的一般特性外,還必須要具有一定的耐酸、耐堿、耐高溫、耐電解液的能力。現在市面上的終止膠帶重要采用聚酯薄膜(PET)或聚丙烯薄膜(PP)為基材,涂布耐鋰離子電池電解液的丙烯酸酯類或橡膠類專用膠水,專門用于鋰電芯終止及其它部位的絕緣保護和固定。
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