目前锂离子电池主要方形、圆柱、软包三大类,其中方形和圆柱的外壳主要采用铝合金、不锈钢等硬壳,而软包的外壳则采用铝塑膜。

性能方面软包锂电池的主要优势包括:

(1)安全性能好:软包电池电解液较少漏液,且在发生安全隐患的情况下软包电池会鼓气裂开,而不像硬壳电池那样内压过大会发生爆炸;

(2)重量轻:软包电池重量较同等容量的钢壳方形电池轻 40%,较铝壳方形电池轻 20%;

(3)电池 容量大:软包节约体积 20%,较同等规格尺寸的钢壳电池容量高 50%,较铝壳电池高 20~30%;

(4)循环性能好:软包电池的循环寿命更长,100 次循环衰减比铝壳少 4%~7%;

(5)内阻小:软包电池的内阻较锂电池小,国内最小可做到 35mΩ以下,极大地降低电池的自耗电;

(6)设计灵活:可根据客户需求定制外形,可以做更薄,普通铝壳只能做到 4mm,软包可以做到 0.5mm。

在性能方面软包电池更具综合优势,未来应用前景广阔:

1)软包电池更适合便携式、对空间或厚度要求高的应用领域,例如 3C 消费类电子产品;

2)虽然方形电池的单体容量高,但又重又大,而软包电池在能量密度方面优势明显,而且目前单体电芯也在往大容量、高倍率方向发展,将更符合新能源汽车等领域对移动电源的要求;

3)虽然圆柱电池的生产工艺成熟、能量密度优势明显,但由于单体电芯的容量很小,故相同容量大小的电池 Pack 需要更多的电芯,例如特斯拉 Model S 的电池 Pack 容量为 85kWh,大约有 7000 多颗 18650 型圆柱电池,这对电池管理系统 BMS 要求非常高,而软包电池的单体容量可抵上 10 个以上 18650 型圆柱电池,对 BMS 的要求较低,介于国内甚至全球大多数 BMS 配套能力有限,大容量的电池 Pack 不会过多采用圆柱电池,另外,圆柱电池因能量密度太高导致安全性较差,且硬壳导致内压大,故常发生爆炸事件,而软包电池则具有明显优势。

在生产软包电池的过程中,难免会遇到软包封印边厚度不一致的情况。那么该如何避免这种情况呢?推荐使用大成精密的离线式激光测厚仪。

一、典型应用:

锂电池极片涂布削薄区离线测量、软包封印边厚度测量。放置于传统涂布车间,用于离线抽检(通常指首件或出货的卷尾)极片左右边缘和间隙涂布头尾的轮廓趋势,避免批量性削薄区报废;也可放置于软包电池顶侧封车间,用于离线抽检封边厚度,间接判断封印质量。

二、适合锂电池极片类型:

阴极、阳极、间隙涂布、连续涂布等,可测量极片宽度≤500mm;软包电池封印边厚度轮廓测量。

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三、测量原理:

利用激光三角法测距原理测量材料的厚度。

四、测量方式:

使用治具将极片裁剪成小块并装夹,将夹具装入激光机内并固定好,开启测量,通过C型架带动激光头的移动测量出厚度数据。

五、测量系统硬件性能:

1、国外进口的高精度激光位移传感器

2、稳定可靠的工业级控制主机

3、大理石传感器固定架,确保稳定

4、采用伺服驱动系统保证测量速度均匀、位置精确

5、自主设计的极片装夹治具,避免装夹不平整导致的测量误差

6、激光点状光斑、矩形光斑可选

六、测量系统软件性能:

1、具有厚度自校准设计,和同轴度校准设计

2、可以显示整个测量行程中极片、基材的厚度轮廓

3、可以每1mm输出一个厚度数据

4、可以根据输入的削薄区宽度及公差进行自动合格判定

5、可以将测量数据记录成csv格式文件,方便分析

大成精密作为国家级高新技术企业,致力于锂电池极片检测的研发、生产与应用,产品以其高精度、高稳定性、性能优越等特点,在国内极具核心竞争力,现已成为锂电池极片检测领域优秀的装备制造商。公司专注于锂电池极片面密度及厚度的无损检测,主要产品有X射线面密度测量仪、β射线面密度测量仪、高精度激光测厚仪、离线式激光测厚仪、激光射线一体微斑面密度测量仪等。