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鋰電池常規結構解析指南

冬至子 ? 來源:鋰和我 ? 作者:悠游遁思 ? 2023-06-01 14:57 ? 次閱讀

一、IIT結構

IIT(In-In-Tab)結構的卷芯,正負極耳均焊接在頭部,極片入料時可以較好地控制極耳位置,通常極耳中心距和邊距不良的情況較少。

附圖1:IIT結構極片及極組示意圖

圖片

附表1:IIT結構試卷問題及解決措施

圖片

二、MIT結構

MIT(Mid-In-Tab)結構的卷芯,正極耳焊接在極片中間,而負極耳焊接在頭部,相比IIT結構,中心距和邊距更難控制。

附圖2:MIT結構極片及極組示意圖

圖片

附表2:MIT結構試卷問題及解決措施

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三、IMT結構

IMT(In-Mid-Tab)結構的卷芯,負極耳焊接在極片中間,而正極耳焊接在頭部,與MIT結構類似。

附圖3:IMT結構極片及極組示意圖

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附表3:IMT結構試卷問題及解決措施

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四、MMT結構

MMT(Mid-Mid-Tab)結構的卷芯,正負極耳均焊接在極片中間,中心距和邊距較難控制。

附圖4:MMT結構極片及極組示意圖

圖片

附表4:MMT結構試卷問題及解決措施

圖片

五、OOT結構

OOT(Out-Out-Tab)結構的卷芯,正負極耳均焊接在極片尾部,卷繞完成后才能確定極耳位置,與極片一致性關系較大,中心距和邊距最難控制。

附圖5:OOT結構極片及極組示意圖

圖片

附表5:OOT結構試卷問題及解決措施

圖片

需要注意的是,卷芯尺寸、包覆情況等之間相互存在關聯性,如MMT結構卷芯,正極片入料增加后,極耳中心距和正極耳邊距都會減小,而負極片入料增加后,極耳邊距會減小,而中心距會增大,因此,在調整極片尺寸或極耳位置時,切不可顧此失彼。

如此多的卷繞結構是基于電芯性能和制造工藝難易程度決定的,通過理論計算說明了極耳中置將會降低75%的集流體內阻,從而提高倍率性能。且有相關文獻(高倍率鋰電池極耳研究)研究了極耳焊接在不同位置的內阻和倍率性能,結果證實了極耳焊接越靠近極片中心,全電池內阻越小,倍率性能越好。

附圖6:幾種卷芯結構極耳焊接位置示意圖

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附圖7:幾種卷芯結構性能對比

圖片

由此可見,IIT結構的內阻最大,倍率性能差,MMT結構內阻最小,倍率性能最好,而MIT和ITM介于二者之間,并且負極耳中置的大倍率放電性能比正極耳中置更好。

總 結

1、極耳中置縮短了電子運動路徑,可以有效降低全電池歐姆內阻,降低極化,減小溫升,提高倍率性能,但增加了工藝復雜度,極耳中心距和邊距控制難度增加。

2、IIT結構的電池和OOT結構內阻相差不大,但OOT結構極耳在卷芯外層,因此特別適合窄條形但中心距要求大的電芯,能大大降低正負極耳觸碰短路的風險。

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