磷酸鐵鋰電池組外殼材料設計要求及種類

來源：存能電氣  日期：2019-06-12 09:36  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池組外殼材料設計要求及種類。就磷酸鐵鋰電池組外殼來說,就分為鋼殼鋰離子電池、鋁殼鋰離子電池、軟殼鋰離子電池等三大類。三種動力鋰電池的內部構成要素區別不大，都是鋰電池，核心差異在于圓柱和方形電池主要采用金屬材料作為外殼，而軟包鋰電池采用鋁塑膜作為封裝外殼。

　　磷酸鐵鋰電池組外殼材料設計設計要求

　　磷酸鐵鋰電池組外殼設計可分為：PVC熱封、塑膠、金屬

　　PVC熱封：鋰電池組外部具體采用什么樣的外殼封裝形式，主要是取決于客人的產品具體需求，對于采用PVC熱封的封裝形式，一般適用于電芯串并數量不多，整體重量較輕（≤2kg）的情況下，可以采用。但是對于整體重量≥1kg的磷酸鐵鋰電池組，需要在電芯之間加固定支架，外圍加玻纖板防護后，再采用PVC熱封。

　　塑膠：采用塑膠外殼，主要是不同的磷酸鐵鋰電池組定型后，涉及到的外殼有可能需要開模，模具費用是一筆不小的開支，如開發前期，產品未定型，可以采用手板外殼打樣，對外殼的材質和工藝要求不同，也會影響成本。

　　金屬：金屬外殼也是和塑膠外殼一樣，產品未定型前或數量需求不多，建議采用鈑金制樣，這樣主要是制樣交期較短，如批量較大，也建議開模。對于金屬外殼有防水等級要求的，也會大大影響到成本，還有就是特殊材質、金屬外殼要求的，成本會更高。

　　鋰電池組的成本主要由電芯、PCM、結構件構成，另需要加上企業的PACK費用、老化費用、管理費用等。同時由于產品技術難度，采購用量，不良率的要求不同，鋰電池價格也會相差很大！

　　磷酸鐵鋰電池組外殼材料種類

　　鋰電池外殼常用的材料大體分為三種：塑料、鋼殼和鋁殼，其中使鋁材生產的電池殼為最佳。鋰電池外殼設計可分為：PVC熱封、塑膠、金屬。電池外殼現在市面上最暢銷的是鋁合金外殼,鋁合金也是金屬類型中的一種。鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好。鋰電池組的外殼主要有鋼殼、鋁殼、軟殼三種類型：

　　一、鋼殼

　　早期方形鋰離子電池大多為鋼殼，多用于手機電池，后由于鋼殼重量比能量低，且安全性差，逐步被鋁殼和軟包裝鋰離子電池所替代。

　　但在柱式鋰電池當中，有另外一種景象，絕大部分廠商都以鋼材作為電池外殼材質，因為鋼質材料的物理穩定性，抗壓力遠遠高于鋁殼材質，在各個廠家的設計結構優化后，安全裝置已經放置在電池芯內部，鋼殼柱式電池的安全性已經達到了一個新的高度，目前絕大部分的筆記型電腦電池的電芯均以鋼殼作為載體的。

　　二、鋁殼

　　鋁殼是一種用鋁合金材料制造出來的電池外殼，主要應用于方型鋰離子電池上，鋰電采用鋁殼包裝的原因在于它的輕重量與比鋼殼更安全上。鋁殼設計有方角和圓角兩種，鋁殼的材質一般為鋁錳合金，它含有的主要合金成分有Mn、Cu、Mg、Si、Fe等，這五種合金在鋰電池鋁殼中發揮著不同的作用，如Cu和Mg是提高強度與硬度，Mn提高耐腐蝕性，Si能增強含鎂鋁合金的熱處理效果，Fe可以提高高溫強度。

　　鋁殼合金材料構造有著顯著的安全性能考慮，這種安全性能可以用材質厚度與鼓脹系數來表示。同樣容量的磷酸鐵鋰電池之所以比鋼殼的輕，就是因為鋁殼可以做的更薄。

　　三、軟包裝鋰離子電池

　　軟包裝鋰離子電池由于其質量輕，開模成本較低，安全性高等優點，逐步在擴大其市場份額。主要應用于數碼產品，目前也逐漸往手機、筆記本電腦、電動工具等市場發展。可以預見在未來幾年內軟包裝鋰離子電池的市場份額還將繼續穩步擴大，應用范圍更加廣泛，因外包為鋁塑膜，抗壓力很弱，限于目前國內封裝廠的技術和環境限制，發生鼓脹的比例還是較為偏高。

　　在國內政策高度傾向于能量密度和續航里程的前提下，軟包電池的高能量密度、低重量是其最大的優勢，足以使得廠商和供應商傾向選擇它。但其單體電池一致性還需提升，另外也需要類似圓柱電池的行業標準不斷完善，核心技術的提升也是影響未來軟包電池能否成為主流的關鍵。

　　鋰電池組外殼的設計應該注意些什么?

　　1、極片連接：建議使用超聲波或點焊焊接方法，磷酸鐵鋰電池外殼設計應使極片不受外力。

　　2、焊錫時間不能超過3秒鐘，次數不能超過5次，待極片冷卻后才能進行下一次焊錫。

　　3、嚴禁直接加熱電芯，高于100℃度會損害電芯。

　　4、鋰電池的固定：電池最大面積的一面應該固定在外殼上，安裝后電池不能有松動。

　　5、外殼堅韌度：鋰電池組外殼應該有足夠的機械強度使電池免受機械撞擊。

　　6、焊接鉻鐵的溫度必須可控且可防靜電，溫度不能超過350℃。

　　鋰電池外殼是保護電芯和內部電路的一種保護殼，磷酸鐵鋰電池組外殼對于電池來說是非常重要的，因此鋰電池外殼的設計對于電池來說也是極其重要的，在設計時一定要掌握好方法。