三星SDI動(dòng)力電池技術(shù)淺析

三星SDI的單體鋰離子電池產(chǎn)品系列比較齊全(圖1)，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品包括高能量的BEV(純電動(dòng))60Ah、94Ah電池， PHEV(插電式混合電動(dòng)車(chē))26Ah、37Ah電池(26Ah會(huì)逐漸被37Ah取代)，HEV(混合電動(dòng)車(chē))5.2Ah、5.9Ah電池，以及與超級(jí)電容器結(jié)合應(yīng)用于低壓系統(tǒng)(LVS，low voltage system)的高功率電池(4.0Ah、11Ah)。

圖1 三星SDI的方形單體電池產(chǎn)品

寶馬i3純電動(dòng)汽車(chē)使用的是三星SDI的方形電池，三星SDI最早在BMW i3上使用的是60Ah單體電池，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2上方為爆炸圖，可以比較清楚的看到其電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這里看幾個(gè)設(shè)計(jì)要素：

·內(nèi)部采用4個(gè)卷芯(jelly roll)，卷繞方式。這種多卷芯的設(shè)計(jì)方式如今在動(dòng)力電池上已經(jīng)比較常見(jiàn)了。

·針刺安全保護(hù)裝置(NSD，Nail Safety Device)。這是在卷芯的最外面加上了金屬層，例如銅薄片(圖2電池拆解圖，可以看到外側(cè)有一大片銅箔)。當(dāng)針刺發(fā)生時(shí)，在針刺位置產(chǎn)生的局部大電流通過(guò)大面積的銅薄片迅速把單位面積的電流降低，這樣可以防止針刺位置局部過(guò)熱，緩減電池?zé)崾Э匕l(fā)生。

·過(guò)充安全保護(hù)裝置(OSD，Overcharge Safety Device)，目前這個(gè)安全設(shè)計(jì)在很多電池上都能看到。一般是一個(gè)金屬薄片，配合fuse使用，fuse可以設(shè)計(jì)到正極集流體上(current collector)，過(guò)充時(shí)電池內(nèi)部產(chǎn)生的壓力使得OSD觸發(fā)內(nèi)部短路，產(chǎn)生瞬間大電流，從而使Fuse熔斷，從而切斷電池內(nèi)部電流回路。

圖2　三星SDI 60Ah電池結(jié)構(gòu)圖