Cilindrični nasuprot prizmatičnim nasuprot paketnim: koji litijevi akumulator dominira?

Od pametnog telefona u vašem džepu do električnog vozila u vašoj garaži, litij-ionske baterije su nezamjetni radnici našeg elektrificiranog svijeta. No, jeste li ikada razmislili o dubokom utjecaju njihovog oblika? Odabir između cilindrične, prizmatične ili kesice baterije nije samo pitanje uklapanja; to je ključna inženjerska odluka koja utječe na gustoću energije, upravljanje toplinom, sigurnost i trošak. U ovom detaljnom pregledu rastavit ćemo jedinstvene karakteristike svakog oblika kako bismo otkrili koji dizajn dominira u različitim primjenama.

Usporedba cilindričnih i prizmatičnih litijevih baterija

1. Oblik baterije: Kvadratne baterije mogu se dizajnirati u bilo kojoj veličini, za razliku od ciljastiformne baterije .

2. Performanse pri punjenju/pražnjenju: Zbog ograničenja procesa zavarivanja višestrukih kontaktne pločice kod cilindričnih baterija, performanse pri punjenju/pražnjenju su nešto slabije u odnosu na prizmatične baterije s višestrukim pločicama.

3. Razina pražnjenja: Litij-ionske baterije koje koriste iste materijale za pozitivne i negativne elektrode te elektrolite teoretski bi trebale imati istu razinu pražnjenja, ali je razina pražnjenja kvadratnih litij-ionskih baterija nešto viša.

4. Kvaliteta proizvoda: Proces proizvodnje cilindričnih baterija relativno je zreliji, vjerojatnost sekundarnih oštećenja listova elektroda je niska, a proces namatanja je zreo i visoko automatiziran. Postupak slaganja se još uvijek izvodi na polurukovan način, što nepovoljno utječe na kvalitetu baterije.

5. Zavarivanje elektroda: Elektrode cilindričnih baterija lakše je zavariti u usporedbi s elektrodama kvadratnih litij-ionskih baterija; elektrode kvadratnih litij-ionskih baterija sklonije su lošem zavarivanju, što utječe na kvalitetu baterije.

6. Sklapanje paketa: Cilindrične baterije su lakše u uporabi, pa je tehnologija pakiranja jednostavna, a rasipanje topline dobro; kod pakiranja kvadratnih litijevih baterija potrebno je riješiti problem odvođenja topline.

7. Strukturna svojstva: Kemijska aktivnost na kutovima kvadratnih litijevih baterija relativno je loša, a gustoća energije baterije sklonа je smanjenju tijekom dugotrajne uporabe, što rezultira kraćim vijekom trajanja baterije.

 

Usporedba cilindričnih litijevih baterija i litijevih baterija u foliji

1. Baterije u mekom kućištu imaju bolje sigurnosne performanse. Baterije u mekom kućištu zapakirane su u aluminij-plastičnu foliju. U slučaju problema s sigurnošću, one se uglavnom nadimaju ili pucnu, za razliku od čeličnih ili aluminijskih kućišta koja mogu eksplodirati. S obzirom na sigurnosne performanse, nadmašuju cilindrične litijeve baterije.

2. Baterije u mekom kućištu su relativno lagane, imaju 40% manju težinu u odnosu na litijeve baterije u čeličnom kućištu istog kapaciteta i 20% manju težinu u odnosu na cilindrične litijeve baterije s aluminijumskim kućištem; također imaju niži unutrašnji otpor, što značajno smanjuje samopražnjenje.

3. Kesne baterije nude bolje performanse u ciklusima i duži vek trajanja ciklusa, prikazujući za 4% do 7% manje degradacije nakon 100 ciklusa u poređenju sa cilindričnim baterijama u aluminijumskom kućištu.

4. Kesne baterije nude veću fleksibilnost u dizajnu, omogućavajući različite oblike i tanje konstrukcije, te se mogu prilagoditi specifičnim potrebama kupaca, čime se omogućava razvoj novih modela ćelija. Cilindrične litijeve baterije, s druge strane, nemaju ove prednosti.

5. Usporedbi s cilindričnim litijevim baterijama, kesice imaju nedostatke poput lošije dosljednosti, većih troškova i veće sklonosti curenju. Veći trošak može se ublažiti velikom serijском proizvodnjom, dok se curenje može smanjiti poboljšanjem kvalitete aluminij-plastične folije.