32650-5Ah圆柱型动力电池安全性分析20141008
电池成组机理+pack技术-颜旺.3.5知识讲解
*容量一致： 容量不一致是造成电压不一致的主要原因，在充放电过程中一定会造成过充过放
的风险。
*带电量一致： 即使电池容量一致，但如果带电量不一致，也会造成过充， 过放现象。
*内阻一致： 每一个单体实物电池理论上可分拆为两部分：纯电池和内阻，而内阻不一致将
造成纯电池充放电不同步。
同大电池（如几十安时，上百安时）相比，小电池组合结构，间隙分布 均匀，散热效果好。
二、PACK技术------纵向过流 横向保护
第一代结构 *第二代结构独有的纵向过流、横向保护功 能，保护每一个单体电池
第二代结构
三、PACK技术------PCB板均衡 ➢首创PCB板并联连接板，具有“横向均衡、纵向过流”功能同时具备并联单体电芯 保护功能，已申请国际发明专利
五.不同串、并联电路充放电条件的一致性要求：
1.如下附图：A组中两串联组组成的电池模组两端联线长度相等，充放电一致； B组中两端联接线长度不相等，则上面一串电池充放电均比下面电池要快，电
流过流也大，电池温升高，易过充过放，易老化，易损坏。
六.电池包控制：
为确保电池包能跟使用环境进行良好的匹配，工程师在设计使用过程中，须使电池包具有：防 震、防水、防尘、防漏电、热控制的使用功能。
PACK技术
一、PACK技术结构特性 牢 固 性： 单体电池正负极焊接螺纹铜柱,用螺母紧固连接，牢固性强
抗 震 性： 按GB/T 2423.10中规定测试电池组的抗机械振动,试验后电池组没有机
械损坏、没有变形和紧固部位的松动现象。电池组完好，无损伤。
导 电 性： 散 热 性：
螺母紧固连接部位进行阻抗测试，阻值较小，可以进行大电流导电。 电池进行串并联，内阻影响小。通过电池组的大电流充放电，这一点 也得到验证
动力电池产品的可靠性分析与评估
动力电池产品的可靠性分析与评估动力电池作为电动汽车的核心能源设备，关乎到整个电动汽车的安全性、可靠性和性能表现。
因此，对动力电池产品的可靠性进行分析与评估显得尤为重要。
本文将从电池的基本结构、测试方法、可靠性指标以及评估方法等方面，对动力电池产品的可靠性进行深入探讨。
一、动力电池产品的基本结构动力电池产品通常由电池单体、电池模组和电池管理系统（BMS）三部分构成。
电池单体是动力电池的基本单元，多个电池单体组合形成电池模组，而电池管理系统则负责控制整个电池系统的工作状态。
了解动力电池产品的基本结构有助于我们深入分析其可靠性问题。
二、动力电池产品的测试方法为了对动力电池产品的可靠性进行评估，我们需要采用一系列的测试方法。
常见的测试方法包括电化学特性测试、电池循环寿命测试、温度循环测试以及振动和冲击测试等。
通过这些测试方法可以评估电池在不同工况下的性能表现，为后续的可靠性分析提供数据支持。
三、动力电池产品的可靠性指标评估动力电池产品的可靠性需要依靠一些指标来进行量化。
常见的可靠性指标包括使用寿命、失效率、可靠度和维修性等。
使用寿命是指电池产品在特定使用条件下的使用年限；失效率则是指电池产品在使用寿命内出现失效的概率；可靠度则是指电池产品在特定时间内正常工作的概率；维修性则是指电池产品在失效后的修复难易程度。
通过对这些指标的评估，可以客观地判断动力电池产品的可靠性水平。
四、动力电池产品的评估方法为了评估动力电池产品的可靠性，我们可以采用故障模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）以及可靠性增长测试等方法。
故障模式与影响分析可以帮助我们识别电池系统可能出现的故障模式以及其对系统性能的影响；故障树分析则是通过搭建故障树模型来分析电池系统发生故障的概率；可靠性增长测试则是通过对电池系统进行长时间的工况测试，以捕捉潜在的故障和失效情况。
通过这些评估方法的联合应用，可以全面地评估动力电池产品的可靠性。
五、动力电池产品的可靠性优化在进行动力电池产品可靠性评估的基础上，我们还可以从设计、制造和使用等方面，提出一些优化建议。
圆柱型磷酸铁锂动力电池
圆柱型磷酸铁锂动力电池圆柱型磷酸铁锂动力电池是一种新型的高性能动力电池，具有很多优点，例如，高能量密度、长寿命、高安全性等等。
它目前已广泛应用于电动汽车、电动自行车、电动工具等领域中，成为新能源汽车等行业的重要组成部分。
圆柱型磷酸铁锂动力电池的特点圆柱型磷酸铁锂动力电池主要采用的是磷酸铁锂和聚合物电解质作为主要材料，这种化学成分比较稳定。
同时，它还有以下特点。
1. 高能量密度。
因为圆柱形磷酸铁锂动力电池的体积相对较小，它能够在保证一定电流输出的同时，提供更高的电能密度。
2. 长寿命。
圆柱型磷酸铁锂动力电池的寿命长，它的寿命是普通电池的两倍左右，这是由于它的材料比较稳定，且圆柱型的设计能够更好地控制热量的产生。
3. 高安全性。
圆柱型磷酸铁锂动力电池的安全性高，这是因为其内部结构和原材料的特性设计得非常合理，不会因为温度变化和振动等因素引起电池容器的破裂和电池的短路。
4. 较低价格。
由于成本因素，圆柱型磷酸铁锂动力电池的价格比其他类型的电池便宜，而且它的性价比非常高。
圆柱型磷酸铁锂动力电池的应用圆柱型磷酸铁锂动力电池在众多领域中得到了广泛的应用，主要包括以下几个方面。
1. 电动汽车领域。
随着全球新能源汽车的普及，圆柱型磷酸铁锂电池作为一种高性能、低成本的动力电池，已成为新能源汽车的重要组成部分。
2. 家用电动工具。
圆柱型磷酸铁锂电池除了应用于汽车领域，还被广泛应用于家用电动工具、户外装备、移动电源等领域。
3. 输电和储能系统。
随着全球能源问题的日益加剧，圆柱型磷酸铁锂电池逐渐成为了一个可信的储能体系，并被用于送电等领域。
4. 电动自行车。
电动自行车是城市交通中的一种新型交通工具。
圆柱型磷酸铁锂电池的轻便，高能量密度和长寿命，使得它成为电动自行车的理想选择。
圆柱型磷酸铁锂动力电池的未来目前，圆柱型磷酸铁锂动力电池已经成为新能源产业中不可缺少的一个环节。
在未来，圆柱型磷酸铁锂动力电池还有很多的应用前景。
动力电池的安全性与可靠性分析
动力电池的安全性与可靠性分析在当今的能源领域，动力电池作为电动汽车、储能系统等新兴技术的核心组件，其安全性和可靠性至关重要。
随着新能源产业的迅速发展，动力电池的应用越来越广泛，但与此同时，安全事故和可靠性问题也逐渐引起了人们的关注。
首先，我们来了解一下动力电池的工作原理。
简单来说，动力电池通过内部的化学反应将化学能转化为电能。
常见的动力电池有锂离子电池、镍氢电池等。
以锂离子电池为例，其主要由正极、负极、电解质和隔膜等组成。
在充电时，锂离子从正极脱出，经过电解质嵌入负极；放电时则相反，锂离子从负极脱出，经过电解质嵌入正极，从而实现电能的存储和释放。
然而，正是由于这种复杂的化学反应过程，动力电池在使用中存在着一定的安全隐患。
其中，过热是导致动力电池安全问题的一个重要因素。
当电池在过充、过放、短路等异常情况下工作时，会产生大量的热量。
如果这些热量不能及时散发出去，就可能导致电池温度急剧升高，引发热失控。
热失控一旦发生，电池内部会出现一系列连锁反应，如电解质分解、正极材料分解、负极与电解液的反应等，最终可能导致电池起火甚至爆炸。
除了过热，电池内部的短路也是一个不容忽视的安全问题。
短路可能是由于电池制造过程中的缺陷，如隔膜破损、电极毛刺等，也可能是由于外部因素，如碰撞、挤压等导致的。
短路会使电池瞬间释放出大量的能量，产生高温和火花，从而引发安全事故。
此外，动力电池的可靠性也是影响其广泛应用的一个关键因素。
可靠性主要包括电池的循环寿命、容量保持率、自放电率等指标。
循环寿命是指电池在经过一定次数的充放电循环后，其性能下降到一定程度所经历的循环次数。
容量保持率则反映了电池在使用过程中容量的衰减情况。
自放电率则表示电池在闲置状态下电量的损失速度。
如果动力电池的可靠性不高，不仅会增加用户的使用成本，还会影响整个系统的稳定性和可靠性。
为了提高动力电池的安全性和可靠性，科研人员和企业采取了一系列措施。
在电池设计方面，通过优化电极材料、电解质配方、隔膜结构等，提高电池的热稳定性和安全性。
圆柱、方形、软包三种不同电芯的热管理异同之处(中航锂电 陈通)
有效散热 面积 占总散热 面积比例
2018/1/25
二、电芯热管理设计
电芯热管理设计
2018/1/25
二、电芯热管理设计
热管理设计流程 1
分解客户输入，确定热管理系统的目 标和要求
2
3
测试和估算模块发热功率
选定传热介质，热管理系统初步设计 根据模块导热路径，对热管理系统进 行理论计算和仿真分析 对热管理系统进行实验验证
相同之处： 1、通过增加散热通道，提高散热效率； 2、通过使用高导热介质，提高导热速率； 3、通过主动冷却方式；
导热路径
电池自身——导 热胶——支架/ 液冷板 918mm2@186 50 25%
导热和散热
不同之处： 1、采用的导热介质不同； 2、散热路径和散热通道不同； 3、散热面积及有效散热面积比不同； 4、冷却介质也有不同； 5、冷板布置方式不同； 6、散热效果不同
2018/1/25
宝马系列i3\X5 特斯拉、奥迪
日产Leaf、pruis
一、不同电芯热管理介绍
不同电芯介绍
圆柱
比较项目 常见型号 圆柱 18650、21700、26650
方形
方形 L135、L148、L173
软包
软包 118、161
优缺点
工艺成熟、良品率高、一 致性好，但重量重、比能 量低
22% EV乘用车、低速车
技术领先 质量可靠 用户满意
2018中国电动汽车电池寿命管理与热管理创新论坛
圆柱、方形、软包三种不同电芯的热管理异同之处
中航锂电（洛）有限公司 陈通 2018年1月18日 中国·上海
2018/1/25
中航锂电（洛阳）有限公司
提
纲
一、不同电芯热管理介绍
全生命周期的锂离子动力电池的安全性能研究
全生命周期的锂离子动力电池的安全性能研究从2014年起我国的锂离子电动车在数量上呈现爆发式增长,在能量密度上成倍增加。
作为一种能量密度较高的化学电源,锂离子电池本身具有一定安全风险,且随着能量密度的不断提高,风险不断上升。
目前针对锂离子电池安全性能的研究大多数集中在新鲜电池上,对锂离子电池使用过程中的安全性能研究的非常的少,而使用过程中的锂离子电池的安全性关乎着人们的生命财产,因而研究锂离子电池全生命周期(容量保持率不低于80%)内的安全性能对其使用中的安全性监测有重大的指导意义。
本论文主要从四个方面研究了正极为三元材料、负极为石墨的车载电池的全生命周期内的以及循环至容量保持率为80%的安全性能,同时分析了电池的安全影响因素。
(1)首先将循环600周后容量保持率90%的电芯按照国标GBT/31485要求进行安全测试,从测试结果可以看出,其电芯的整体通过率相比于分容后电芯有所提高。
而循环至520周后容量保持率80%的电芯,析锂面积较大。
其电芯与分容后的相比,在针刺、过充测试的通过率有所提升,但在加热、短路测试的通过率有所下降。
(2)其次为了探究电芯安全优劣化机理,接下来对循环后电芯拆解分析。
循环600周后量保持率90%的电芯,在短路、过充测试中通过的一个重要原因是在充放电循环时固体电解质界面(SEI)膜增厚,造成极片电阻增加,从而使针刺时的短路电阻增大、过充时更容易极化到上限电压。
循环520周后量保持率80%的电芯的电芯容量快速衰减的原因是由于在循环过程中出现了大面积析锂,造成了锂的损失。
其电池在加热、短路测试通过率降低的原因是大量析锂造成了电芯热稳定性下降。
(3)由于电池在循环的后期很容易析锂,存在着电池内短路的风险,因而进一步探究了析锂对电芯安全的影响。
对80%容量保持率的电芯负极的析锂区与正常区分别做XPS测试分析,其试验结果证明负极析出的锂已变成了锂的化合物,因而造成正负极短路安全风险较小。
5ah磷酸铁锂圆柱电池
5ah磷酸铁锂圆柱电池磷酸铁锂电池是一种常用于电动车、储能系统等领域的锂离子电池。
其中，5ah磷酸铁锂圆柱电池是一种容量为5安时的圆柱形磷酸铁锂电池。
磷酸铁锂电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极通常采用磷酸铁锂材料，负极通常采用石墨材料。
磷酸铁锂材料具有高安全性、高循环寿命和较高的比能量等优点，因此被广泛应用于电动车和储能系统等领域。
5ah磷酸铁锂圆柱电池的容量为5安时，意味着它可以提供5安培的电流，持续1小时。
磷酸铁锂电池具有很多优点。
首先，它具有较高的能量密度，可以储存更多的电能。
其次，它具有较低的自放电率，即在长时间不使用时电池自身的放电速度较慢，延长了电池的寿命。
此外，磷酸铁锂电池具有较高的充放电效率，可以更高效地利用电能。
另外，磷酸铁锂电池还具有较好的安全性能，不易发生爆炸和火灾等意外事故。
然而，磷酸铁锂电池也存在一些缺点。
首先，它的成本相对较高，使得电池的价格较高。
此外，磷酸铁锂电池的比能量相对较低，无法满足某些高能量密度要求的应用场景。
另外，磷酸铁锂电池的充电速度较慢，需要较长时间充电才能满足使用需求。
针对上述缺点，研究人员一直在努力改进磷酸铁锂电池的性能。
例如，通过优化电池结构和材料，可以提高磷酸铁锂电池的能量密度和充电速度。
此外，研究人员还在探索新型电解质和新型电极材料，以提高磷酸铁锂电池的性能。
总的来说，5ah磷酸铁锂圆柱电池是一种容量为5安时的磷酸铁锂电池。
磷酸铁锂电池具有高安全性、高循环寿命和较高的比能量等优点，被广泛应用于电动车、储能系统等领域。
然而，磷酸铁锂电池的成本较高，比能量相对较低，并且充电速度较慢。
研究人员正致力于改进磷酸铁锂电池的性能，以满足不同应用场景的需求。
动力电池的安全性能及其对新能源车辆的影响分析
动力电池的安全性能及其对新能源车辆的影响分析随着全球对环境保护意识的增强，新能源车辆作为一种清洁能源的代表，逐渐受到了广大消费者的青睐。
而动力电池作为新能源汽车的核心部件，其安全性能的优劣直接影响着新能源车辆的可靠性和用户对其的信任程度。
本文将对动力电池的安全性能以及其对新能源车辆的影响进行分析。
一、动力电池的安全性能动力电池作为提供动力输出的关键部件，其安全性能的好坏对于车辆的使用安全至关重要。
动力电池的安全性能主要体现在以下几个方面：1. 电池单体的安全性：电动车辆的动力电池由多个电池单体组成，每个电池单体都需要具备良好的安全性能。
一方面，电池单体需要抗震、抗振动，以确保在行驶过程中不会发生短路和其他安全隐患。
另一方面，电池单体应具备过充、过放、过温等保护功能，以避免电池的过度损耗和安全事故的发生。
2. 电池系统的热管理：动力电池在工作过程中会产生大量的热量，如果不能有效地进行热管理，电池过热可能导致电池性能下降，甚至发生火灾等严重事故。
因此，电池系统需要具备良好的热散热设计和温度监测功能，确保电池工作在安全温度范围内。
3. 充电系统的安全性：新能源车辆的充电系统对于充电过程中的安全性至关重要。
充电系统需要具备过流、过压、过温等保护功能，确保充电过程中不会损坏电池，同时避免电池充电时发生安全事故。
二、动力电池对新能源车辆的影响动力电池的安全性能不仅关系到车辆的安全使用，还对新能源车辆的发展及用户对其的信任产生重要影响。
1. 提升新能源车辆的可靠性：动力电池的安全性能决定了新能源车辆的可靠性。
只有动力电池具备良好的安全性能，才能保证新能源车辆在使用过程中不会出现因电池故障而导致的事故或故障。
因此，提升动力电池的安全性能是提高新能源车辆可靠性的重要前提。
2. 影响用户对新能源车辆的信任程度：用户对车辆的可靠性和安全性是购买新能源车辆的重要考虑因素之一。
如果动力电池的安全性能得不到保证，用户对新能源车辆的信任程度将降低，进而影响到新能源车辆市场的发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
32650-5Ah圆柱型动力电池安全性分析作者：深圳市沃特玛电池有限公司何有奇2014.10.8汽车作为日常出行的工具已经有近300 年的历史，人们已经离不开汽车。
然而随着石油危机的临近，传统的燃油汽车面临着无油可用的危机。
新能源汽车，尤其是电动汽车将承担起历史的使命。
然而接连出现的安全事故给新能源汽车的发展蒙上了阴影。
2011 年 4 月汽车发生自燃事故。
同年7 月汽车发生燃烧事故。
2012年，深圳电动出租车被撞燃烧引发人员伤亡。
这唤起了人们对动力锂电池的质疑。
新能源汽车，尤其是锂离子电池驱动的纯电动车还要不要发展？因此深圳沃特玛电池有限公司传来消息，动力锂离子电池通常来说是指能够通过大电流放电给设备、器械、车辆等提供动力的锂离子电池。
动力锂离子电池具有比能量高、大电流充放电、循环寿命长等特点，已经获得广泛应用。
动力锂离子电池根据正极材料的不同分为三元、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等类型；根据外形的不同分为方型电池（prismatic），圆柱型电池（cylindrical）等。
为提高续航里程，动力锂离子电池通过串并联组合后的能量一般较大，容量从几安时到几百安时不等，电压从十几伏到几百伏不等。
随着携带能量的提高，电池潜在危险性也随之增大。
因此如何提高动力电池的安全性成为电动汽车持续发展的重要前提。
在动力锂电池的发展过程中，一直存在着两个发展方向。
一个方向是大单体电池，通过少量并联组合；一个方向是小单体电池，通过大量并联组合。
韩国LG，国内BYD 为代表的企业走的是大方型路线；美国特斯拉，国内沃特玛为代表的企业走的是小型圆柱路线。
这两条路线目前没有定论，不同的动力电池厂家依据自己的理解选择不同的工艺路线。
但是在面对安全性这一指标方面，两种工艺路线的结果差别是非常大的。
本文从动力电池结构、性能方面，特别是安全性方面进行对比分析，来阐述小型圆柱电池在应用于电动汽车等方面的安全优势。
电池结构、性能对比分析圆柱形电池和方型电池是目前业界两大主流方向。
圆柱型电池的基本结构如图 1 所示。
正负极之间由隔膜分开，通过卷绕形成卷芯。
通常正负极极片焊接有正负极极耳并分别通过两侧引出。
极耳焊接于正极和负极外壳。
电解液加注于壳体内。
图 2 为方型电池结构。
方型电池的结构分叠片结构和卷绕结构。
叠片式方型锂离子电池由n 片正极片和n+1 片负极片叠片组成电池芯胞，正负极片之间用隔膜隔开，分别在正、负极片的一侧预留有正、负极耳区，叠成芯胞时正、负极耳分别从芯胞两侧对称伸出。
方型电池的卷绕结构和圆柱型电池的卷绕结构类似，其区别是卷心是扁平形状而非圆柱型。
由于圆柱型电池和方型电池形状的不同，结构差别较大。
一般情况下，圆柱型电池由于卷芯电流密度和散热的限制，容量不能做得太大。
方型电池保证厚度适当的前提下，通过增大长、宽可以提高容量。
其单体容量一般可以超过圆柱型电池的10 倍以上。
表 1 为圆柱型和方型电池的性能对比。
可以看出两种电池具有各自的特色。
圆柱形电池结构设计简单，正负极界面紧密，生产线成熟，成本低，成组散热好，安全性能优秀。
其缺点是内阻相对较高，成组要求高。
方型电池的优势是单体容量大组合简单。
其缺点是生产工艺复杂，大容量电池单体一致性难控制。
另外，方型壳体容易产生应力集中，壳体容易破裂，电解液溅出引发安全隐患。
从全球应用市场来看，大容量方型电池和小容量圆柱型电池在动力领域都有应用。
目前电动汽车行业的标杆企业，美国特斯拉的电池产品为18650型号的圆柱型电池，单体容量为3Ah左右。
表 1 圆柱型方型电池性能对比图 1 圆柱型电池结构图 2 方型电池结构安全性对比分析1.在极端情况下的安全性对比动力电池在车辆发生严重事故等极端条件下的安全性是人们最为关心的问题，因为这直接关系到生命财产安全。
圆柱电池容量小，通过串并组合达到动力电池组的容量、电压的要求。
以目前32650 电池为例，电池容量只有5Ah。
而大方型电池单体容量一般都超过几十安时，有的达到100Ah 以上。
在电池出现碰撞、挤压等极端危险情况下，圆柱型小电池其释放的能量要远远小于大方型电池单体。
目前沃特玛5Ah 电池的电解液只有20 克，而大方型电池，如50Ah 单体，其电解液量要超过200 克。
该方型单体电池的电解液量是小型圆柱电池的10 倍以上。
一旦在事故中某个单体电芯出现漏液，则因电解液泄漏而引起的燃烧程度也会是小型圆柱电池的10 倍以上。
从这方面来讲，小型圆柱电池的安全性比大电池要好很多。
当小型圆柱电池遭到破坏，其燃烧的威力要远远小于大的方型电池。
通过对单个电池的分离保护，某一单体电池出现问题，不会波及其他电池。
通过将能量分散的方式，使电池的安全性极大提高。
在承受撞击方面，圆柱型电池和方型电池表现差别较大。
圆柱型电池相对于方型电池具有较好的抗形变能力，各个方向上受力均匀，形变保持能力是目前所有电芯工艺中最优秀的，配合自主研发的安全组合盖帽，安全性得到了极大的提高。
即使在高速冲撞挤压过程中，圆柱形电芯有一定的变形，但也不会起火燃烧。
对于方型电池，面积较大的一面容易形变，在高速冲撞挤压过程中，电芯外壳不能很好的保证电芯内部结构，很容易导致内部正负极片的错位短路；对于这种瞬间的冲击，方型电芯无法迅速做出反应。
另外，对于大的方型电芯，由于其侧面面积较大，承受到其他物体撞击的概率要高得多，因此在安全事故中，单体电芯被撞坏而造成短路的可能性要比小的圆柱电芯大很多。
而对于小型圆柱电池组合，一旦电池箱受到猛烈撞击，小型圆柱电池首先断开的地方可能是各个单体电芯的铆接点，而由于电芯体积较小，较大的可能性是被撞散，电池组失效。
这对提高动力电池组的安全性具有重大意义。
因此采用小容量的圆柱型电池组合的电池组在车辆出现事故时，能够提供更长的逃生时间。
根据沃特玛的测试，电池在烈火中焚烧，电解液喷出引发剧烈燃烧的时间在10 分钟后。
2.散热方面的对比在单体散热方面，由于圆柱型电池和方型电池的形状不同，散热效果表现差别较大。
以50Ah 方型电池为例，其表面积容量比大约在1x10-3 m2/Ah; 而32650-5Ah 圆柱电池的表面积容量比约为 1.6x10-3 m2/Ah; 相比之下大了60%。
在外界条件完全相同的情况下，圆柱型小电池在散热方面具有天然的优势。
圆柱型电池在组合时，电池之间有纵向间隙，这为电池的散热提供天然的散热途径。
理论上散热截面积至少在15.9%（紧密排列）和21.9%（立方排列）。
图 3 为沃特玛圆柱电池的组合结构实物图，可以看出组合后具有良好的散热通道。
圆柱电池组合的天然的散热通道保证了电池的散热效果，提高了电芯安全性。
3.安全机制对比两种电池结构都具有防爆安全阀。
方型电池的安全阀一般位于端侧，阀面积要大于圆柱电池的安全阀。
但是如果考虑到电池的容量，即单位容量的阀面积，方型电池要远远小于圆柱电池。
一旦电池出现失效情况，特别是极端的撞击情况，方型电池安全阀的有效性要落后于小型圆柱电池。
圆柱电池组合盖帽兼具防爆安全阀和电流切断装置CID (CurrentInterrupt Device)，如图4 所示。
这一点在方型电池上很少应用。
当出现外部短路或当电池内压达到 1.2MPa 安全警戒值时，首先CID 装置启动，正负极之间断开，主动切断电流自行保护，电池内部回路断开；当电池内压到 1.8MPa 安全警戒值时，泄压构件安全阀会打开，气体排出，避免爆炸风险。
目前，安全型组合盖帽工艺成熟，使圆柱型电芯的安全性得到了很好的保证。
图 3 圆柱型电池组合结构图 4 圆柱电池组合盖帽结构图4.成组一致性对比众所周知，单体电池的一致性对电池组的寿命、安全性等各个方面指标具有较大的影响。
大方型电池生产工艺的复杂性决定了目前单体电池的一致性较差。
在成组后电池的一致性问题直接对安全性造成影响。
因为容量少，内阻高的电池更多的面临过充过放带来的风险。
圆柱电池生产工艺成熟，电池一致性较高。
在电池组合后，低容量电池出现的几率较低。
即使出现低容量电池，由于多个并联，通过自均衡的方式最大程度上消除了不一致的影响。
5.圆柱电池安全测试为了验证圆柱电池的安全性，对圆柱单体电池及电池组进行了安全测试。
图 5 为圆柱型电池组针刺实验照片。
当钢钉穿透电池时，电池内电解液泄露，电池表面温度急剧升高，电压缓慢下降，电解液汽化冒出少量白烟，包裹电池用的绝缘塑料胶套被高温熔化，过程持续大约10min 后现象消失，最终短路电池电压降为零，过程最高温度上升到141℃。
电池不爆炸，不燃烧。
完全符合UL2580（及SAE J2464）标准。
图 6 为圆柱型电池组撞击测试前后的照片。
电池组在遭到重物撞击后，电池明显受损，但电池无起火、无漏液、无冒烟或爆炸，电池电压基本无变化。
符合UL 1642 标准。
表 2 为电池组进行的安全测试项目。
从实测结果看，圆柱型电池表现出良好的安全性能。
图7 为更为苛刻的焚烧测试过程照片。
从实测结果看，电池的防爆片开启的电池表面温度在240℃左右，电池释放出气体，电解液局部燃烧，不出现爆炸现象。
火焰熄灭后电池壳体结构也并未遭到破坏。
根据UL 1642 要求“实验过程中单体电池的全部和部分不应该穿透钢丝网”，从实验结果标明安全性达到UL 标准。
目前小型圆柱电池已经大量应用于电动汽车中，为了验证电池在汽车事故中的安全性，对整车进行了碰撞测试。
碰撞标准按C-NCAP 进行。
对该车分别进行时速50 公里与刚性固定障碍100%重叠率正面碰撞，时速56 公里对可变形障碍40%重叠率的正面偏置碰撞，可变形移动障碍时速50 公里与车辆的侧面碰撞。
图8 为整车碰撞后的照片。
从碰撞后车辆取下电池进行检测，电池组基本完好，无冒烟，无燃烧。
整车碰撞实验验证了小型圆柱电池应用于电动汽车的安全优势。
图 5 电池组针刺实验图 6 圆柱型电池组撞击测试电池在常温下以3A（0.6C）充满至280V（78 串），静置30min 后用10kg 重量从1m 高处自由落下撞击到电池上。
（a）测试前；（b）测试后。
表 2 沃特玛电池组2505E（250V，5Ah）安全测试结果图7 圆柱型电池焚烧测试图8 沃特玛电池在整车碰撞测试中表现。
（a）碰撞后汽车；（b）碰撞后电池组结论32650-5Ah 圆柱型磷酸铁锂电池，在应用于电动汽车等动力应用领域具有较高的安全特性。
这是由于单体电池容量小，结构设计合理，组合结构安全等因素决定的。
该型磷酸铁锂动力电池通过串并联组合的形式应用于动力领域是未来的发展方向。