电池的关键部件有哪些?

2020-09-03      2555 次浏览

1.安全阀


光听这个名字就了解它在电池零件中的地位了。安全阀位于盖帽与卷包电芯之间,用途就是保护电池和使用者安全,成为电池防爆的最终屏障。


锂离子电池内部的有机电解液或聚合物在大电流、高温的条件下会被电解,电解出现气体,气体急速膨胀,导致内部压力升高,严重会冲破壳体,发生爆炸。现在绝大多数电池都使用钢壳、铝壳等金属壳体进行封装,在过度充电、短路、温度过高甚至电池被挤压的情况下,会使其内部压力骤增,当超过壳体的承受值时,电池便会爆炸。这也让聚合物软包迅速发展,当电池内部出现气体发生鼓气现象时,气体可更早地突破软包壳体,防止聚集过多,出现激烈爆炸,但聚合物软包电池只是换了一种电池形式,并没有消除电池爆炸的困扰。


安全阀就很好地解决了这个问题,它能杜绝大部分的电池胀气爆炸的发生。安全阀是每一颗18650电池的标配,也是最重要的一道防爆屏障,当电池内部气压升高到1.0-1.2Mpa时,其顶部安全阀会自动开启排气减压,防止爆炸。但是,当安全阀开启之后,电池内部泄露出的化学物质在高温的条件下会与空气中的氧气发生化学反应,仍然有可能出现起火的情况,所以不能将安全都寄托于安全阀。另外,现在部分18650电池还自带保护板,具有过充过放和短路保护等功能,为电池供应双重保护。现在正规电池的安全性能都十分高,发生爆炸的可能性非常低,但是,假如电池发生意外,安全阀的存在就会是救命的关键。


正是这些小零件的存在才保障了电池的正常工作,也保护着使用者的安全,甚至在电池发生意外时会成为救命的最后稻草,而国家对这一领域的重视也促使电池小零件变得更加规范化和标准化。


2.密封圈


密封圈位于电池盖帽之下,用途是确保电池拥有良好的密封性,阻挡电解液的泄露,为电池内部反应供应良好的密闭环境。同时在电池盖帽下压时还能起到减压缓冲用途,保证电池内部组件的正常运行,为电池的寿命和安全供应重要保障。


密封圈的用途不只是保障电池密封性能,在关键时刻还能救命。一般在密封圈上都会设置至少一处薄弱部位,其强度要低于主体平面的其他部位。当电池内部的气体压力异常增大到电池爆炸压力之前,密封圈的薄弱部位即可断裂,将电池内部的气体从断裂处释放,同时根据设定好的气体流向路线排放,杜绝出现不可预料的气流,防止电池发生强烈的爆炸。


而密封圈的材质根据不同的电池种类、形状、使用环境都会有不同的选择。最常用就是全氟橡胶密封圈,其具有高价格高性能的特点,然而锂离子电池里密封件的成本不仅仅要考虑密封件的购买价格,更要考虑使用寿命和故障、维修所带来的损失等。全氟橡胶密封圈价格较高但它的使用效果和使用寿命都是最佳,综合而言是最具性价比的材料。


然而大多数橡胶密封圈在压力用途下,会出现弹性变形,随着压力的增大,也会出现永久的塑性变形,将会影响电池的使用寿命。关于一些特殊性电池显然达不到其要求,这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碱、抗腐蚀,耐高温等特性使其成为新的选择。现在陶瓷密封圈也被越来越多的应用于动力锂电池行业,工信部近日征集《动力型锂离子电池陶瓷密封圈》的标准,将会对陶瓷密封圈的规格和使用做出更加详细的规定。


3.阻燃绝缘、终止胶带


电池内部和外部都会缠有各种颜色的胶粘带,有些还会印有商标编码,但它不光是为了颜值,更是电池使用安全中必不可少的一部分。电池中的胶带一般分为两种,一种是存在于电池内部的终止胶带,用于电极绕卷、极片保护、和卷芯终止等工序的压敏胶粘带,确保电池反应的正常运行。另一种就是用于电池外面的衣服,为电池供应最基本的保护:防碰撞,阻高温。而在电池发生意外爆炸时,这层外衣也会起到爆炸缓冲阻止燃烧的用途,成为电池安全的一把保护伞。


锂离子电池终止胶带又称锂电芯专用胶带,厚度一般为0.016-0.055cm。终止胶带属于压敏胶带的一种,除了压敏胶带的一般特性外,还必须要具有一定的耐酸、耐碱、耐高温、耐电解液的能力。现在市面上的终止胶带重要采用聚酯薄膜(PET)或聚丙烯薄膜(PP)为基材,涂布耐锂离子电池电解液的丙烯酸酯类或橡胶类专用胶水,专门用于锂电芯终止及其它部位的绝缘保护和固定。


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