硅晶3D鋰電池如何解決負極膨脹帶來的安全問題

2023/3/22 來源：深圳市樂貝可科技有限公司 點擊次數(shù)：

為了應對鋰電池負極中硅的膨脹帶來的安全問題，美國一家公司提出了3D結構理論，他們叫做3D鋰電池。什么叫3D鋰電池？大家都知道了，現(xiàn)在的電池無論是圓柱、方形、刀片電池還是軟包都是一個長條狀的電池卷繞起來的，比如說在軟包電池中，看上去是一個方殼電池，但實際上里面的芯片隔膜就像是疊被子一樣一層一層的被疊了起來。

而美國這家的研發(fā)團隊，徹底放棄了這種幾十年一直用的疊片方式，他們把芯片給做成了一條條的片狀結構，然后插入到電池中，外表看上去像是軟包電池，但實際上,鋰電池結構件內(nèi)部是在水平方向上多一點正負極隔膜，相當于是正極隔膜，負極隔膜，正極隔膜，這種構型的橫截面就是一盒口香糖一樣，將隔膜插入其中，原來的軟包電池極片的面兒是上下，那么現(xiàn)在是改為左右，這樣整個電池用一個不銹鋼外殼兒來進行封裝。

在鋰電池的生產(chǎn)中其實也在一定程度上運用了現(xiàn)有的一些設備，芯片依然是以整體進行涂布，涂布后的電芯直接用激光切割成一條一條的，與此同時隔膜也被切割成一條一條的，就有專門的設備，按照順序，把芯片與隔膜壓實在一起，然后電芯兒的作為主體就完成了。

3D結構為何能夠比較有效的緩解負極的膨脹？原因很簡單，因為負極膨脹的時候，它的作用力其實在一定程度上被分散掉了。注意前面說的整個電池是嵌入到一個不銹鋼鋰電池外殼里的，那么這個堅固的外殼，也會對負極膨脹有的一定的控制，在數(shù)據(jù)上來看，如果采用晶體硅為負極，那么軟包電池膨脹力高達1.7噸的力的方向上下，而利用3D設計，膨脹力只有218磅，而且是左右的，只要外面的不銹鋼外殼能夠有效的擴壓力，鋰電池將是安全的，因為它這個力相當于是縮小了接近18倍，這將為晶體硅用負極的鋰電池應用帶來可行性。

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