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新聞資訊 news

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18650鋰電池參數關鍵有哪些?

18650鋰電池參數關鍵有常規物理參數,化學性能參數,隔膜性能參數、穿刺強度等關鍵詞數,由于18650鋰電池是一個使用非常廣泛的尺寸形狀鋰電池,所以這些18650鋰電池參數基本是標準化的。其具體參數標準如下:

18650鋰電池

1、18650鋰離子電池常規物理參數

類型密封圓柱型,可充鋰離子電池

型號-ICR18650

標稱電壓–3.6V

重量–-約45g

充電電壓–4.200±0.049V

最小放電終止電壓–-2.75V

最大充電終止電壓–-4.23V

最大持續充電電流–-1500mA

最大持續放電電流–3000mA

尺寸(包括熱縮外套)

直徑:d–18.0±0.2mm

高度:h-65.0±0.5mm

最小容量-2000mAh

最高容量-3400mAh

內阻(20℃±5℃,完全充電后測量)–小于80mQ

充電條件20℃±5℃)

標準充電1000mA至4.2V,4.2V恒壓至電流小于20mA

快速充電–1500mA至4.2V,4.2V恒壓至電流小于20mA

使用環境(建議)

儲存-溫度(15-35℃)

相對濕度(45-75%)

大氣壓力(86-106kPa)

放電20至60℃

標準充電0至45℃

相對濕度<93%

大氣壓力86至106kPa

標準測試環境(除非另外要求)

溫度20℃±5℃

相對濕度45±20%

2、18650鋰離子電池常規化學性能參數(電性能)要求

(1)外觀結構,目測無破裂、劃痕、變形、污跡、電解液泄露。

(2)標準測試條:假如沒有特殊要求測試應在20±5℃(溫度)、65±20%(濕度)條件下進行。測試中所使用的電流表和電壓表的精度等級≤0.5

(3)標準充電

指在20±5℃,65±5%RH環境下,以0.5ItmA電流充電至單體電池電壓4.2V后,轉為恒壓4.2V充電,至充電電流小于20mA,停止充電。

(4)快速充電

指在20±5℃,65±5%RH環境下,以1500mA電流恒流充電至單體電池電壓4.2V后,轉為恒壓4.2V充電,至充電電流小于20mA,停止充電。

(5)額定容量

指在20±5℃,65±5%H環境下,充電前電池以0.5mA恒流放電至終止電壓2.75V;標準充電后擱置15分鐘;以0.2ItmA放電至2.75V時的放電容量。要求放電容量:≥100%C5mAh。

(6)快速放電容量

指在20±5℃,65±5%H環境下,充電前電池以0.5ImA恒流放電至終止電壓2.75V;標準充電后擱置15分鐘;以0.2ImA放電至2.75V時的放電容量。要求放電容量:≥90%C5mAh

(7)循環壽命

按標準放電的要求對電池進行放電后擱置15分鐘。在20±5℃,65±5%RH環境下,按快速充電要求充電后擱置15分鐘,以1500mA的電流進行放電,至電池端電壓達到終止電壓2.75V。循環充放電,當任一次循環的放電容量小于80%CsmAh,壽命終止。循環次數要求大于或等于300

(8)-20℃放電性能

電池應按標準充電方式充電;電池應在-20℃±2℃的環境溫度下擱置16h~24h;電池應在-20℃±2℃的環境溫度下以0.2ImA恒流放電至終止電壓2.75V;放電容量≥60%C5mAh

3、18650鋰離子電池隔膜性能參數

影響18650鋰離子電池隔膜性能的因素有:厚度、透氣率、浸潤度、化學穩定性、孔徑、穿刺強度、熱關閉溫度、孔隙率。這些因素好壞直接影響鋰離子電池產品的好壞。下面來看看這些18650鋰離子電池隔膜的性能參數要求吧。

(1)厚度

關于消耗型鋰離子電池(手機、筆記本電腦、數碼相機中使用的電池),25微米的隔膜逐漸成為標準。然而,由于人們對便攜式產品的使用的日益上升,更薄的隔膜,比如說20微米、18微米、16微米、甚至更薄的隔膜開始大范圍的應用。

關于動力鋰電池來說,由于裝配過程的機械要求,往往要更厚的隔膜,當然關于動力用大電池,安全性也是非常重要的,而厚一些的隔膜往往同時意味著更好的安全性,EV/HEV使用的是厚度為40微米左右的隔膜。

(2)透氣率

MacMullin數:含電解液的隔膜的電阻率和電解液本身的電阻率之間的比值。此數值越小越好,消耗型18650鋰離子電池的這個數值為接近8。

Gurley數:一定體積的氣體,在一定壓力條件下通過一定面積的隔膜所要的時間。與隔膜裝配的電池的內阻成正比,即該數值越大,則內阻越大。

單純比較兩種不同隔膜的Gurley數是沒有意義的,因為可能兩種隔膜的微觀結構完全不相同;但同一種隔膜的Gurley數的大小能很好的反應出內阻的大小,因為同一種隔膜相對來說微觀結構是相同的或可比較的。

(3)浸潤度

為保證電池的內阻不是太大,要求隔膜是能夠被電池所用電解液完全浸潤,這與隔膜材料本身和隔膜的表面及內部微觀結構相關。

粗略判斷:取典型電解液(如EC:DMC=1:1,1MLiPF),滴在隔膜表面,看是否液滴會迅速消失被隔膜吸收。

精確判斷:用超高時間分辨的攝像機記錄從液滴接觸隔膜到液滴消失的過程,計算時間,通過時間的長短來比較兩種隔膜的浸潤度。

(4)18650鋰離子電池隔膜的化學穩定性

要求隔膜在電化學反應中是惰性的,且對強還原、強氧化不活潑,機械強度不衰減,不出現雜質。一般認為,目前隔膜用材料PE或PP可滿足化學惰性要求。

(5)18650鋰離子電池隔膜的孔徑

防止電極顆粒直接通過隔膜,要求隔膜孔徑為0.01-0.1um,小于0.01um時,鋰離子穿透能力太小,大于0.1um時,電池內部枝晶生成時電池易短路。

目前所使用的電極顆粒一般在10微米的量級,而所使用的導電添加劑則在10納米的量級,不過很幸運的是一般碳黑顆粒傾向于團聚形成大顆粒。一般來說,亞微米孔徑的隔膜足以阻止電極顆粒的直接通過,當然也不排除有些電極表面處理不好,粉塵較多導致的一些諸如微短路等情況。

(6)18650鋰離子電池隔膜的穿刺強度

穿刺強度:在一定的速度(每分鐘3-5米)下,讓一個沒有銳邊緣的直徑為1mm的針刺向環狀固定的隔膜,為穿透隔膜所施加在針上的最大力。

由于測試的時候所用的方法和實際電池中的情況有很大的差別,直接比較兩種隔膜的穿刺強度不是特別合理,但在微結構一定的情況下,相對來說穿刺強度高的,其裝配不良率低。但單純追求高穿刺強度,必然導致隔膜的其他性能下降。

(7)熱穩定性

隔膜要在電池使用的溫度范圍內(-20℃~60℃)保持熱穩定。一般來說目前隔膜使用的PE或PP材料均可以滿足上述要求。

通常,真空條件下,90℃恒溫60分鐘,隔膜橫向縱向收縮應小于5%。

(8)18650鋰離子電池隔膜的熱關閉溫度

熱關閉溫度:將模擬電池(兩平面電極中間夾一隔膜,使用通用鋰離子電池用電解液)加熱,當內阻提高三個數量級時的溫度。

閉孔溫度:外部短路或非正常大電流通過時出現的熱量使隔膜微孔閉塞時的溫度。

熔融破裂溫度:將隔膜加熱,當溫度超過試樣熔點使試樣發生破裂時的溫度。

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