锂电池外壳是保护电芯和内部电路的一种保护壳,锂电池外壳对于电池来说是非常重要的,因此锂电池外壳的设计对于电池来说也是极其重要的,在设计时一定要掌握好方法。
锂电池外壳生产设计有什么需求?
锂电池外壳设计可分为:PVC热封、塑胶、金属。
PVC热封:锂电池组外部具体采用什么样的外壳封装形式,主要是取决于客人的产品具体需求,对于采用PVC热封的封装形式,一般适用于电芯串并数量不多,整体重量较轻(≤2kg)的情况下,可以采用。但是对于整体重量≥1kg的电池组,需要在电芯之间加固定支架,外围加玻纤板防护后,再采用PVC热封。
塑胶:采用塑胶外壳,主要是不同的锂电池组定型后,涉及到的外壳有可能需要开模,模具费用是一笔不小的开支,如开发前期,产品未定型,可以采用手板外壳打样,对外壳的材质和工艺要求不同,也会影响成本。
金属:金属外壳也是和塑胶外壳一样,产品未定型前或数量需求不多,建议采用钣金制样,这样主要是制样交期较短,如批量较大,也建议开模。对于金属外壳有防水等级要求的,也会大大影响到成本,还有就是特殊材质金属外壳要求的,成本会更高。
锂电池的成本主要由电芯、PCM、结构件构成,另需要加上企业的PACK费用、老化费用、管理费用等。同时由于产品技术难度,采购用量,不良率的要求不同,锂电池价格也会相差很大!
锂电池外壳的设计应该注意些什么?
1、极片连接:建议使用超声波或点焊焊接方法,锂电池外壳设计应使极片不受外力。
2、焊锡时间不能超过3秒钟,次数不能超过5次,待极片冷却后才能进行下一次焊锡。
3、严禁直接加热电芯,高于100℃度会损害电芯。
4、锂电池的固定:电池最大面积的一面应该固定在外壳上,安装后电池不能有松动。
5、外壳坚韧度:锂电池外壳应该有足够的机械强度使电池免受机械撞击。
6、焊接铬铁的温度必须可控且可防静电,温度不能超过350℃。
锂电池外壳材料有哪些种类?
一、钢壳
早期方形锂离子电池大多为钢壳,多用于手机电池,后由于钢壳重量比能量低,且安全性差,逐步被铝壳和软包装锂离子电池所替代。
但在柱式锂电池当中,有另外一种景象,绝大部分厂商都以钢材作为电池外壳材质,因为钢质材料的物理稳定性,抗压力远远高于铝壳材质,在各个厂家的设计结构优化后,安全装置已经放置在电池芯内部,钢壳柱式电池的安全性已经达到了一个新的高度,目前绝大部分的笔记型电脑电池的电芯均以钢壳作为载体的。
二、铝壳
铝壳是一种用铝合金材料制造出来的电池外壳,主要应用于方型锂离子电池上,锂电采用铝壳包装的原因在于它的轻重量与比钢壳更安全上。
铝壳设计有方角和圆角两种,铝壳的材质一般为铝锰合金,它含有的主要合金成分有Mn、Cu、Mg、Si、Fe等,这五种合金在锂电池铝壳中发挥着不同的作用,如Cu和Mg是提高强度与硬度,Mn提高耐腐蚀性,Si能增强含镁铝合金的热处理效果,Fe可以提高高温强度。
铝壳合金材料构造有着显著的安全性能考虑,这种安全性能可以用材质厚度与鼓胀系数来表示。同样容量的锂电池之所以比钢壳的轻,就是因为铝壳可以做的更薄。
锂电池在外观设计方面非常重要。外观精美是一方面,其最重要的是能保护电池芯和内部电路,让整体电池达到防水、防震等特殊要求。
锂电池相比如铅酸、镍铬、镍氢等传统电池,不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质,相对污染较小。