Cylindrique, prismatique ou poche : quelle batterie au lithium domine le marché ?

Du smartphone dans votre poche au véhicule électrique dans votre garage, les batteries lithium-ion sont les moteurs silencieux de notre monde électrifié. Mais avez-vous déjà envisagé l'impact profond de leur forme ? Le choix entre une batterie cylindrique, prismatique ou en poche ne concerne pas seulement la manière dont elle s'insère ; c'est une décision d'ingénierie cruciale qui affecte la densité énergétique, la gestion thermique, la sécurité et le coût. Dans cette analyse approfondie, nous examinerons les caractéristiques uniques de chaque format afin de déterminer quel design est le plus performant selon les différentes applications.

Comparaison des batteries lithium-ion cylindriques et prismatiques

1. Forme de la batterie : Les batteries carrées peuvent être conçues dans n'importe quelle taille, contrairement aux batteries cylindriques .

2. Performance en taux : En raison des limitations du procédé de soudure à plusieurs onglets dans les batteries cylindriques, la performance en taux est légèrement inférieure à celle des batteries prismatiques à multiples onglets.

3. Plateau de décharge : Les batteries au lithium utilisant les mêmes matériaux d'électrodes positifs et négatifs ainsi que les mêmes électrolytes devraient théoriquement présenter le même plateau de décharge, mais le plateau de décharge des batteries au lithium prismatiques est légèrement plus élevé.

4. Qualité du produit : Le procédé de fabrication des batteries cylindriques est relativement mature, la probabilité de défauts de découpe secondaire sur les feuilles d'électrodes est faible, et le processus d'enroulement est mature et hautement automatisé. Le processus d'empilement est encore réalisé de manière semi-manuelle, ce qui a un effet négatif sur la qualité de la batterie.

5. Soudure des électrodes : Les électrodes des batteries cylindriques sont plus faciles à souder que celles des batteries au lithium prismatiques ; les électrodes des batteries au lithium prismatiques sont sujettes à de mauvaises soudures, ce qui affecte la qualité de la batterie.

6. Assemblage du pack : Les batteries cylindriques sont plus faciles à utiliser, donc la technologie d'emballage est simple et la dissipation thermique est bonne ; lors de l'emballage de batteries au lithium rectangulaires, le problème de dissipation thermique doit être résolu.

7. Caractéristiques structurelles : L'activité chimique aux coins des batteries au lithium rectangulaires est relativement faible, et la densité énergétique de la batterie est sujette à la dégradation avec une utilisation prolongée, ce qui entraîne une durée de vie plus courte de la batterie.

 

Comparaison entre les batteries au lithium cylindriques et les batteries au lithium sous forme de pochette

1. Les batteries souples ont de meilleures performances en matière de sécurité. Les batteries souples sont emballées dans un film aluminium-plastique. En cas de problème de sécurité, elles gonflent généralement et se fissurent, contrairement aux cellules à enveloppe en acier ou en aluminium qui peuvent exploser. En termes de performance de sécurité, elles sont supérieures aux batteries au lithium cylindriques.

2. Les batteries à enveloppe souple sont relativement légères, pesant 40 % de moins que les batteries au lithium à boîtier en acier de même capacité et 20 % de moins que les batteries au lithium cylindriques à boîtier en aluminium ; elles présentent également une résistance interne plus faible, réduisant significativement l'autodécharge.

3. Les batteries sous poche offrent des performances cycliques supérieures et une durée de vie plus longue, montrant 4 à 7 % de dégradation en moins après 100 cycles par rapport aux batteries cylindriques à boîtier en aluminium.

4. Les batteries sous poche offrent aussi une plus grande flexibilité de conception, permettant diverses formes et des conceptions plus minces, et peuvent être personnalisées pour répondre à des besoins spécifiques des clients, facilitant ainsi le développement de nouveaux modèles de cellules. Les batteries au lithium cylindriques, quant à elles, ne possèdent pas ces avantages.

5. Par rapport aux batteries cylindriques au lithium, les cellules souples présentent des inconvénients tels qu'une moindre cohérence, un coût plus élevé et une plus grande sensibilité aux fuites. Le coût plus élevé peut être atténué par une production à grande échelle, tandis que les fuites peuvent être réduites en améliorant la qualité du film aluminium-plastique.