Zašto su litijevi baterije uglavnom cilindrične ili prizmatične? Što je bolje: cilindrične ili prizmatične litijevske baterije?

Dizajn oblika litijevih baterija (ciljastiformne, prizmatične, gumbaste itd.) je kompleksan odraz njihovog performanse, proizvodnih procesa i scena primjene. Ciljastiformne i prizmatične litijevi baterije postale su dominantne zato što imaju prednosti u smislu tehnološke zrelosti, proizvodnih procesa, performanse i scena primjene.

1. Zašto su litijevi baterije uglavnom ciljastiformne ili prizmatične?

(1) Visoka tehnološka zrelost

• Ciljastiformne baterije : Cilindrični baterijski elementi (poput 18650) bili su prvi tip litijevih baterija koje su bile komercijalizirane na velikom razmaku. Oni imaju zrele proizvodne postupke, visoke razine automatizacije i dobru konzistentnost.

• Prizmatične baterije : Prizmatične baterije široko se koriste u potrošačkim elektroničkim uređajima (poput mobilnih telefona i laptopova). Njihovi proizvodni postupci optimizirani su tijekom godina i tehnološki su zreli.

(2) Jednostavni proizvodni postupci

• Ciljastiformne baterije : Vrtanje elektroda za cilindrične baterije je jednostavan postupak, što ih čini odgovarajućim za masovnu proizvodnju. Pored toga, metalne omotače lako je proizvesti.

• Prizmatične baterije : Prizmatične baterije koriste fleksibilne procese stogovanja ili vijanja elektroda. Imaju metalne omotače koji pružaju stabilne strukture.

(3) Izvrsno performanse

• Ciljastiformne baterije : Cilindrične baterije imaju visoku mehaničku čvrstoću i dobru disipaciju topline, što ih čini prikladnim za aplikacije s visokim snagama.

• Prizmatične baterije : Prizmatične baterije imaju visoku iskorištenu prostoru i energijsku gustoću, što ih čini prikladnim za kompaktne uređaje.

(4) Shirok opseg primjene

• Ciljastiformne baterije : Cilindrični bateriji su široko korišteni u električnim vozilima, alatima s snagom, sustavima za pohranu energije i drugim područjima.

• Prizmatične baterije : Prizmatične baterije zauzimaju važno mjesto u potrošačkim elektronici, električnim vozilima, sustavima za pohranu energije i drugim područjima.

2. Cilindrične litijume baterije vs. Prizmatične litijume baterije: Usporedba prednosti i nedostataka

(1) Cilindrične litijume baterije

• Prednosti :

  1. Dovršeni proces proizvodnje : Visoki stepen automatizacije, dobra konzistencija i pogodno za masovnu proizvodnju.

  2. Visoka mehanička čvrstoća : Metalna oplata pruža jak otpor udarcima i vibracijama, što poboljšava sigurnost.

  3. Dobra disipacija topline : Cilindrični dizajn povećava površinu, omogućujući ravnomjerno raspodjele topline i učinkovito hlađenje.

  4. Lako kombinirati : Mogu se fleksibilno rasporediti u seriju ili paralelno kako bi se stvorile baterijske pakete, čime su prikladne za primjenu s visokim snaga.

• Nedostaci :

  1. Niska iskorištavanja prostora : Rupice između baterija prilikom montiranja u pakete smanjuju ukupnu energiju.

  2. Veća težina : Metalna oplata dodaje težinu, što nije idealno za dizajn s malom težinom.

  3. Ograničenja oblika : Valjkasta oblika možda neće dobro odgovarati prostornim zahtjevima određenih specijaliziranih uređaja.

(2) Prizmatične litijume baterije

• Prednosti :

  1. Visoka upotreba prostora : Prizmatične baterije mogu biti gusto pakirane, smanjujući praznine unutar pakiranja baterija i povećavajući ukupnu energiju gustoću.

  2. Fleksibilni dizajn : Dimenzije i oblici se mogu prilagoditi da zadovolje posebne zahtjeve uređaja, pružajući jaku prilagodljivost.

  3. Stabilna struktura : Metalna oplata pruža dobru mehaničku čvrstoću i performanse upravljanja toplinom.

  4. Lako modularizirati : Prikladno za modularni dizajn, olakšava integraciju velikih baterijskih paketa.

• Nedostaci :

  1. Složeni proizvođni postupak : Viši zahtjevi u proizvodnom procesu, teško osigurati konzistenciju i viši troškovi.

  2. Gorije odbijanje topline : Manja površina uzrokuje koncentrirano toplino, što zahtjeva dodatne sustave upravljanja topline.

  3. Veća težina : Metalna omotača dodaje težinu, što ima utjecaj na dizajn s laganim težinama.

3. Cilindrični litijevi bateriji vs. Prizmatični litijevi bateriji: Koje su bolje?

(1) S obzirom na scenerije primjene

• Ciljastiformne baterije : Prikladne za visokopowernu i visokokonzistentnu primjenu, kao što su električni automobili, alati s snagom i sustavi čuvanja energije.

• Prizmatične baterije : Prikladno za primjene s ograničenim prostorom i zahtjevima za visokom gustoćom energije, poput potrošačke elektronike, električnih vozila i sustava čuvanja energije.

(2) S Perspektive Performanse

• Ciljastiformne baterije : Visoka mehanička jačina i dobra disipacija topline, prikladno za visoku snagu izlaza.

• Prizmatične baterije : Visoka gustoća energije i visoka iskorištivost prostora, prikladno za kompaktne uređaje.

(3) S Perspektive Procesa Proizvodnje

• Ciljastiformne baterije : Zrele proizvodne procese, pogodne za masovnu proizvodnju.

• Prizmatične baterije : Složeni proizvodni procesi, ali fleksibilna dizajniranja, pogodni za prilagođene potrebe.

(4) S perspektive budućih trenutaka

• Ciljastiformne baterije : Velikiformatne valjaste baterije (poput Teslina 4680) kombiniraju visoku konzistentnost valjastih baterija s visokom energetskom gustoćom prizmatičkih baterija i očekuje se da će postati dominantne u budućnosti.

• Prizmatične baterije : S razvojem tehnologije CTP (Cell to Pack), prednosti prizmatičkih baterija s obzirom na energetsku gustoću i cijenu bit će još više istaknute.

Zaključak

• Cilindrični litijevi baterije : Prikladne za primjene s visokim potrošnjom i visokom konzistentnošću, s zrelim procesima proizvodnje i dobrim ispuštanjem topline, ali sa nižom prostornošću korištenja.

• Prizmatične litijevi baterije : Prikladne za primjene s ograničenom prostorom i zahtijevima visoke gustoće energije, s fleksibilnim dizajnom, ali složenim procesima proizvodnje i lošim ispuštanjem topline.

Što je bolje? Nema apsolutne premoćnosti ili slabosti. Izbor između cilindričnih i prizmatičnih litijevih baterija ovisi o specifičnoj primjeni i zahtjevima:

• Ako su potrebni visoki izlazni snaga i dobra disipacija toplote, cilindrični baterije su bolji izbor.

• Ako su potrebna visoka energijska gustoća i kompaktni dizajn, prizmatične baterije su prednostnije.

U budućnosti, s razvojem velikiformatnih cilindričnih baterija i CTP tehnologije, obje cilindrične i prizmatične litijevske baterije će i dalje igrati važne uloge u svojim posebnim područjima stručnosti.