Cilíndrica vs. prismática vs. bolsa: ¿Qué batería de litio domina?

Desde el smartphone en tu bolsillo hasta el vehículo eléctrico en tu garaje, las baterías de iones de litio son los trabajadores silenciosos de nuestro mundo electrificado. Pero, ¿alguna vez has considerado el profundo impacto de su forma? La elección entre una batería cilíndrica, prismática o tipo bolsa no se trata solo de cómo encaja; es una decisión de ingeniería crítica que afecta la densidad energética, la gestión térmica, la seguridad y el costo. En este análisis detallado, desglosaremos las características únicas de cada factor de forma para revelar qué diseño es superior para diferentes aplicaciones.

Comparación de baterías de litio cilíndricas y prismáticas

1. Forma de la batería: Las baterías cuadradas pueden diseñarse en cualquier tamaño, a diferencia de baterías Cilíndricas .

2. Rendimiento de tasa: Debido a las limitaciones del proceso de soldadura para múltiples pestañas en baterías cilíndricas, el rendimiento de tasa es ligeramente peor que el de las baterías prismáticas con múltiples pestañas.

3. Plataforma de descarga: Las baterías de litio que utilizan los mismos materiales en el cátodo y ánodo y los mismos electrolitos deberían teóricamente tener la misma plataforma de descarga, pero la plataforma de descarga de las baterías de litio cuadradas es ligeramente más alta.

4. Calidad del producto: El proceso de fabricación de las baterías cilíndricas es relativamente maduro, la probabilidad de defectos por corte secundario en las láminas de electrodos es baja, y el proceso de enrollado es maduro y altamente automatizado. El proceso de apilado aún se lleva a cabo de manera semimanual, lo que afecta negativamente a la calidad de la batería.

5. Soldadura de electrodos: Los electrodos de las baterías cilíndricas son más fáciles de soldar que los electrodos de las baterías de litio cuadradas; los electrodos de las baterías de litio cuadradas tienden a presentar malas soldaduras, lo que afecta la calidad de la batería.

6. Ensamblaje del paquete: las baterías cilíndricas son más fáciles de usar, por lo que la tecnología de empaquetado es sencilla y la disipación de calor es buena; al empaquetar baterías de litio cuadradas, es necesario resolver el problema de disipación de calor.

7. Características estructurales: la actividad química en las esquinas de las baterías de litio cuadradas es relativamente baja, y la densidad energética de la batería tiende a degradarse con el uso prolongado, lo que resulta en una vida útil más corta de la batería.

 

Comparación entre baterías de litio cilíndricas y baterías de litio tipo pouch

1. Las baterías de bolsa blanda tienen un mejor rendimiento en seguridad. Estas baterías están encapsuladas en una película de aluminio-plástico. En caso de un problema de seguridad, generalmente se hinchan o agrietan, a diferencia de las celdas con carcasa de acero o aluminio que pueden explotar. En cuanto al rendimiento de seguridad, son superiores a las baterías de litio cilíndricas.

2. Las baterías de bolsa blanda son relativamente ligeras, pesan un 40 % menos que las baterías de litio con carcasa de acero de la misma capacidad y un 20 % menos que las baterías de litio cilíndricas con carcasa de aluminio; además, tienen una resistencia interna más baja, lo que reduce significativamente la autodescarga.

3. Las baterías tipo pouch ofrecen un rendimiento cíclico superior y una vida útil más larga, mostrando entre un 4 % y un 7 % menos de degradación tras 100 ciclos en comparación con las baterías cilíndricas con carcasa de aluminio.

4. Las baterías tipo pouch también ofrecen mayor flexibilidad de diseño, permitiendo diversas formas y diseños más delgados, y pueden personalizarse para satisfacer necesidades específicas de los clientes, facilitando el desarrollo de nuevos modelos de celdas. Las baterías de litio cilíndricas, por otro lado, no poseen estas ventajas.

5. En comparación con las baterías cilíndricas de litio, las celdas en bolsa tienen desventajas como una menor consistencia, un costo más elevado y una mayor susceptibilidad a fugas. El mayor costo puede abordarse mediante la producción a gran escala, mientras que las fugas pueden reducirse mejorando la calidad de la película de aluminio-plástico.