本文主要介紹方形鋰電池基本結(jié)構(gòu)，優(yōu)缺點(diǎn)，典型模組；電池做大以后側(cè)面鼓脹問題及應(yīng)對(duì)，散熱不良問題及應(yīng)對(duì)。

方形電池基本結(jié)構(gòu)

一個(gè)典型的方形鋰電池，主要組成部件包括：頂蓋，殼體，正極板、負(fù)極板、隔膜組成的疊片或者卷繞，絕緣件，安全組件等。其中，紅圈中的兩個(gè)是安全結(jié)構(gòu)，NSD針刺安全裝置；OSD過充保護(hù)裝置。

針刺安全保護(hù)裝置(NSD，NailSafetyDevice)。這是在卷芯的最外面加上了金屬層，例如銅薄片。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熱，緩減電池?zé)崾Э匕l(fā)生。

過充安全保護(hù)裝置(OSD，OverchargeSafetyDevice)，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，過充時(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。

殼體一般為鋼殼或者鋁殼，隨著市場對(duì)能量密度的追求的驅(qū)動(dòng)以及生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，鋁殼逐漸成為主流。

方形電池特點(diǎn)

方形電池是國內(nèi)較早推廣的一種動(dòng)力電池形式。2016年數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)圓柱、軟包、方形鋰電池產(chǎn)量分別為13.92GWh、21.64GWH、28.14GWh，占比分別為21.85%、33.97%、44.17%。方形電池重新獲得了市場的重視。

優(yōu)點(diǎn)，方形電池封裝可靠度高；系統(tǒng)能量效率高；相對(duì)重量輕，能量密度較高；結(jié)構(gòu)較為簡單，擴(kuò)容相對(duì)方便，是當(dāng)前通過提高單體容量來提高能量密度的重要選項(xiàng)；單體容量大，則系統(tǒng)構(gòu)成相對(duì)簡單，使得對(duì)單體的逐一監(jiān)控成為可能；系統(tǒng)簡單帶來的另外一個(gè)好處是穩(wěn)定性相對(duì)好。

缺點(diǎn)，由于方形鋰電池可以根據(jù)產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行定制化生產(chǎn)，所以市場上有成千上萬種型號(hào)，而正因?yàn)樾吞?hào)太多，工藝很難統(tǒng)一；生產(chǎn)自動(dòng)化水平不高，單體差異性較大，在大規(guī)模應(yīng)用中，存在系統(tǒng)壽命遠(yuǎn)低于單體壽命的問題。

說到這里，不能不提一下2017年7月頒布，去年2月正式實(shí)施的國家推薦標(biāo)準(zhǔn)《GB/T34013-2017電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》，其中針對(duì)方形電池，給出了8個(gè)系列的尺寸，如下圖和下表所示。

個(gè)人覺得，對(duì)電芯規(guī)格尺寸做出引導(dǎo)，短期也許沒有特別明顯的效果，甚至有人覺得這個(gè)時(shí)候給出指導(dǎo)意見，會(huì)束縛行業(yè)發(fā)展，而改變產(chǎn)品尺寸，對(duì)電芯生產(chǎn)來說，還不僅僅是工裝模具的問題，影響甚大。

但作為一個(gè)推薦標(biāo)準(zhǔn)，只要能夠給籌備新生產(chǎn)能力和做產(chǎn)線調(diào)整的廠家一個(gè)傾向，長期來看，必然對(duì)規(guī)格尺寸逐漸的向系列化方向發(fā)展有推動(dòng)作用。而電芯和模塊的一致性，是真正實(shí)現(xiàn)梯次利用的前提。至于技術(shù)路線在今后可能出現(xiàn)跨越，其實(shí)并不影響沒有出現(xiàn)跨越之前向可見目標(biāo)前進(jìn)的努力。

鋰電池系統(tǒng)，對(duì)于防止熱失控問題，最理想的就是能夠直接檢測到每一顆電芯的參數(shù)（最基本的溫度，電壓、電流等），這樣的話，即使沒有新型物美價(jià)廉功能好的新型傳感器出現(xiàn)，對(duì)熱失控的預(yù)警和處置也都會(huì)成為可能。系統(tǒng)內(nèi)電芯數(shù)量少，這應(yīng)該是方形電池重要的競爭力之一。