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什么是电芯? 电芯的基础知识介绍!

2025年11月15日 09:05:35      来源:广州顶源电子科技股份有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:13

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电芯是电池的组成部分,是电能存储和释放的基本单元。下面从多个维度系统介绍电芯的相关知识:

一、电芯基本概念

  1. 定义:电芯(Cell)是指将化学能转换为电能的基本单元,由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成。

  2. 与电池的区别:

    • 电芯:单个储能单元(电压通常1.2-3.7V)

    • 电池(Battery):多个电芯通过串联/并联组合(如12V汽车电池)

二、电芯结构

  1. 正极材料:

    • 锂离子电池:钴酸锂(LCO)、磷酸铁锂(LFP)、三元材料(NCM/NCA)

    • 镍氢电池:氢氧化镍

    • 铅酸电池:二氧化铅

  2. 负极材料:

    • 石墨(主流)

    • 硅基材料(高容量)

    • 钛酸锂(快充型)

  3. 关键组件:

    • 隔膜(PP/PE材质)

    • 电解液(锂盐+有机溶剂)

    • 集流体(铝箔/铜箔)

    • 外壳(钢壳/铝壳/软包)

三、电芯主要类型

  1. 按外形分类:

    • 圆柱电芯(如18650、21700)

    • 方形硬壳电芯

    • 软包电芯(聚合物电池)

  2. 按化学体系分类:

    • 锂离子电池(3.2-3.7V)

    • 磷酸铁锂电池(3.2V)

    • 镍氢电池(1.2V)

    • 铅酸电池(2V)

  3. 按应用场景分类:

    • 动力电芯(高倍率)

    • 储能电芯(长循环)

    • 数码电芯(高能量密度)

四、关键性能参数

  1. 容量(mAh/Ah):

    • 标准容量:0.2C放电测得

    • 实际容量受温度/倍率影响

  2. 电压特性:

    • 标称电压(如3.7V)

    • 工作电压范围(如3.0-4.2V)

    • 开路电压(OCV)

  3. 能量密度:

    • 单体能量密度(Wh/kg)

    • 体积能量密度(Wh/L)

  4. 循环寿命:

    • 通常指容量衰减至80%的循环次数

    • 动力电芯:1000-3000次

    • 储能电芯:4000-8000次

  5. 安全性能:

    • 过充/过放耐受

    • 热失控温度

    • 针刺/挤压测试

五、制造工艺流程

  1. 极片制造:

    • 浆料制备

    • 涂布

    • 辊压

    • 分切

  2. 电芯组装:

    • 卷绕/叠片

    • 焊接极耳

    • 注液

    • 封装

  3. 化成老化:

    • 充电激活

    • 老化筛选

    • 分容测试

六、应用领域

  1. 消费电子:

    • 手机/笔记本电脑(软包/圆柱)

    • 无人机(高倍率电芯)

  2. 新能源汽车:

    • 动力电池包(方形/圆柱)

    • 48V轻混系统

  3. 储能系统:

    • 家庭储能(LFP电芯)

    • 电网级储能(280Ah大电芯)

  4. 特种应用:

    • 航空航天

    • 医疗设备

    • 设备

七、技术发展趋势

  1. 材料体系创新:

    • 高镍正极(NCM811)

    • 硅碳负极

    • 固态电解质

  2. 结构创新:

    • CTP技术(Cell to Pack)

    • 刀片电池

    • 4680大圆柱电芯

  3. 制造工艺:

    • 干法电极工艺

    • 智能制造

    • 极限制造(降本增效)

八、使用注意事项

  1. 充电管理:

    • 避免过充过放

    • 使用匹配充电器

    • 控制充电温度(0-45℃)

  2. 存储要求:

    • 建议40-60%电量存储

    • 存储温度15-25℃

    • 避免潮湿环境

  3. 安全防护:

    • 防止机械损伤

    • 避免短路

    • 注意热管理

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