鋰電池PACK基礎(chǔ)知識及電芯組裝應(yīng)用介紹

鋰電池電芯組裝成組的過程稱為PACK，可以是單只電池，也可以是串并聯(lián)的電池模組等。當(dāng)下新國標(biāo)大背景下，鋰電池需求量越來越大，很多鉛酸電池企業(yè)也紛紛推出鋰電產(chǎn)品；其實(shí)鋰電池PACK工藝不難，掌握這一技術(shù)自己可組裝電池，而不再僅僅充當(dāng)廠家“電池搬運(yùn)工”的角色，利潤和售后不再受制于人；掌握一門技術(shù)，有“鋰”走遍天下。

PACK組成

PACK包括電池組、匯流排、軟連接、保護(hù)板、外包裝、輸出（包括連接器），青稞紙、塑膠支架等輔助材料這幾項(xiàng)共同組成PACK。

鋰電池PACK實(shí)例

PACK的特點(diǎn)

①電池組PACK要求電池具有高度的一致性（容量、內(nèi)阻、電壓、放電曲線、壽命）。

②電池組PACK的循環(huán)壽命低于單只電池的循環(huán)壽命。

③在限定的條件下使用（包括充電、放電電流，充電方式，溫度等）。

④鋰電池組PACK成型后電池電壓及容量有很大提高，必須加以保護(hù)，對其進(jìn)行充電均衡、溫度、電壓及過流監(jiān)測。

⑤電池組PACK必須達(dá)到設(shè)計(jì)需要的電壓、容量要求。

PACK的方法

①串并組成：電池由單體電池通過并串聯(lián)而成。并聯(lián)增加容量，電壓不變，串聯(lián)后電壓倍增，容量不變，如3.6V/10Ah電池由單只N18650/2Ah通過5并組成。先并后串：并聯(lián)由于內(nèi)阻的差異、散熱不均等都會(huì)影響并聯(lián)后電池循環(huán)壽命。但單個(gè)電池失效自動(dòng)退出，除了容量降低，不影響并聯(lián)后使用，并聯(lián)工藝較嚴(yán)格。并聯(lián)中某個(gè)單位電池短路時(shí)，造成并聯(lián)電路電流非常大，通常加熔斷保護(hù)技術(shù)避免。先串后并：根據(jù)整組電池容量先進(jìn)行串聯(lián)，如整組容量1/3，最后進(jìn)行并聯(lián)，降低了大容量電池組故障概率。

②電芯要求：根據(jù)自己設(shè)計(jì)要求選取對應(yīng)電芯，并聯(lián)及串聯(lián)的電池要求種類一致、型號一致，容量、內(nèi)阻、電壓值差異不大于2%。一般情況下，電池通過并聯(lián)串聯(lián)組合后，容量損失2%—5%，電池?cái)?shù)量越多，容量損失越多。不管是軟包裝電池還是圓柱電池，都需要多串組合，如果一致性差，影響電池容量，一組中容量最低 的電池決定整組電池的容量。要求大電流放電性能。電機(jī)起步電流是正常工作電流的3 倍，大電流放電才能提高電機(jī)動(dòng)力性能。要求電池散熱良好。電池?cái)?shù)量較多，電池箱內(nèi)部的電池溫升 不容易散出來，造成各電池間溫度不均勻，放電特性不一，長 久造成電池性能下降。生產(chǎn)工藝水平高。電池要能承受顛簸路面的振動(dòng)沖擊。對生產(chǎn)工藝尤其是點(diǎn)焊工藝要求高。焊接完畢后進(jìn)行測試以防虛焊、脫焊。

③PACK的工藝：電池的PACK通過二種方式實(shí)現(xiàn)，一是通過激光焊接或超聲波焊接或脈沖焊接，這是常用的焊接方法，優(yōu)點(diǎn)是可靠性較好，但不易更換。二是通過彈性金屬片接觸，優(yōu)點(diǎn)是不需焊接，電池更換容易，缺點(diǎn)是可能導(dǎo)致接觸不良。

pack實(shí)例

充放電時(shí)間

充電時(shí)間（小時(shí)）=（電池容量Ah x 充電系數(shù)）/ 充電電流A

放電倍率：電池的放電倍率用放電時(shí)間表示或者說以一定的放電電流放完額定容量所需的小時(shí)系數(shù)來表示。其中，放電倍率=額定容量/放電電流

匯流排軟連接的組裝

PACK過程中會(huì)用到諸如鎳片、銅鋁復(fù)合匯流排、銅匯流排、總正總負(fù)匯流排、鋁匯流排，也會(huì)用到銅軟連接、鋁軟連接、銅箔軟連接等。匯流排和軟連接的加工質(zhì)量需要從這幾方面去評估。

①材料材質(zhì)是否復(fù)合要求，匯流排材質(zhì)不達(dá)標(biāo)將會(huì)增加電阻率，尤其需要確認(rèn)是否復(fù)合ROHS相關(guān)要求。

②關(guān)鍵尺寸加工是否到位。關(guān)鍵尺寸的超差有可能會(huì)在裝配過程中導(dǎo)致高壓器件之間的安全距離不夠，并造成嚴(yán)重的安全隱患。

③軟連接的硬區(qū)的結(jié)合力以及軟區(qū)的應(yīng)力吸收狀況。

④實(shí)際加工的軟連接及匯流排的過流能力是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，絕緣的熱塑套管部位是否存在破損的情況。