18650圆柱锂电芯的内部结构和特点

来源：维多利亚3308  日期：2019-07-08 10:50  浏览量：次

　　18650圆柱锂电芯的内部结构和特点。圆柱18560锂电池单体主要由正极，负极，隔膜，正极负极集电极，安全阀，过流保护装置，绝缘件和壳体共同组成。壳体，早期钢壳较多，当前以铝壳为主。每个厂家的设计并不相同，根据对安全性要求的不同，价格要去不同，可以进行定制。

　　18650圆柱锂电芯的内部结构

　　18650圆柱锂电池电芯主要由金属外壳、正极、负极、薄膜和电解质五部分组成，它们各司其职，以确保正常充放电。详细结构如下：

　　正极：18650圆柱锂电池电芯的正极材料一般为磷酸铁锂、氧化钴锂等。每种正极材料的不同，将直接影响18650锂电池的特性以及成本。

　　负极：18650圆柱锂电池电芯的负极材料有锡基负极材料、纳米级负极材料、碳负极材料等，在电池中，负极材料是起氧化作用的。相对电位较低。

　　电解质溶液：以磷酸铁锂为例，分为溶质和溶剂，溶质：常采用锂盐，如高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂。溶剂：锂离子电池常采用有机溶剂，如乙醚、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、二乙基碳酸酯等。

　　安全阀：是18650圆柱锂电池电芯最为重要的防爆屏障。当电池内部温度异常，安全阀开启排除内部气体，避免压力过高造成爆炸。

　　防爆线：又名排气孔或者防爆孔。当压力过载时，因防爆孔薄于壳体其余地方，气体便防爆孔处泄气，从而达到避免电芯整体爆炸的危险。

　　隔膜：隔膜的用途是隔离电芯正、负极片。当电池内部温度过高时隔膜会融化，杜绝电池爆炸的可能性。当电池内部温度达到130℃，隔膜的网状孔将闭合，阻止锂离子通过升高内阻，以达到阻止电芯内部温度继续升高的作用。

　　圆柱锂电芯的特点

　　圆柱锂电芯，尤其18650，由于其自身结构特点，也由于其型号的标准化，圆柱电芯生产的自动化水平，在3种主要电芯形式中为最高。这就使得高度一致性成为可能，成品率相应得到提高。

　　1）如前面所述，单体一致性较好；

　　2）单体自身力学性能好，与方形和软包电池相比，封闭的圆柱体，近似尺寸下，可以获得最高的弯曲强度；

　　3）技术成熟，成本低，但同时，成本优化的空间也已经消耗的差不多；

　　4）单体能量小，发生事故时，形式易于控制，但这一点也正在成为它被取代的理由。

　　圆柱锂电芯的缺点

　　1）在电动汽车这个语境中，电池系统的圆柱单体数量都很大，这就使得电池系统复杂度大增，无论机构还是管理系统，相对于其他两类电池，系统级别的成本圆柱电池偏高；

　　2）在温度环境不均匀条件下，大量电芯特性异化的概率上升，当然，特斯拉之所以在设计之初选择18650，相信只是个无奈之选，因为10年前，能够大批量生产的合格动力电池，只有圆柱电池。而电池的安全和热管理需求，反而是它强大电控系统的研发动力。

　　3）能量密度的上升空间已经很小，2016年的新闻，超威把单体容量做到4050mAh，电芯比能量306Wh/kg，此后没有看到更高的记录。在既定空间内，只有死磕材料，公认是一条难走的路。

　　以上就是18650圆柱锂电芯的内部结构和特点，18650是目前最常见的锂电封装方式，无论是当下最流行的三元材料，还是国家力推的磷酸铁锂，以及尚未普及的钛酸锂，均有18650的规格。