Hengeres, prizmás vagy pohár: melyik lítiumakku a legjobb?

A zsebünkben lévő okostelefontól a garázsunkban álló elektromos járműig a lítium-ion akkumulátorok az elektromos világunk csendes munkásai. De elgondolkodtál már azon, hogy milyen mély hatással van alakjuk? A hengeres, prizmás vagy tasak formájú akkumulátor közötti választás nem csupán a beférésről szól; ez egy kritikus mérnöki döntés, amely befolyásolja az energia-sűrűséget, a hőkezelést, a biztonságot és a költségeket. Ebben a részletes elemzésben megvizsgáljuk az egyes formátumok egyedi jellemzőit, hogy feltárjuk, melyik tervezés éri el a legmagasabb szintet különböző alkalmazások esetén.

Hengeres és prizmás lítium-akkumulátorok összehasonlítása

1. Akkumulátor alakja: A négyzetes akkumulátorok tetszőleges méretben tervezhetők, ellentétben a henger alakú akkumulátorok .

2. Terhelhetőség: A hengeres akkumulátorok többcsíkos hegesztési folyamatának korlátai miatt a terhelhetőségük enyhén rosszabb, mint a prizmás többcsíkos akkumulátoroké.

3. Kisütési feszültségszint: Az azonos pozitív és negatív elektródanyagot, valamint elektrolitot használó lítiumakku-k elméletileg azonos kisütési feszültségszinten működnek, de a prizmás lítiumakkuk kisütési feszültségszintje enyhén magasabb.

4. Termékminőség: A hengeres akkumulátorok gyártási folyamata viszonylag érett, az elektródlapok másodlagos vágási hibáinak valószínűsége alacsony, a tekercselési eljárás érett és magas szinten automatizált. Az egymásra helyezési (stacking) eljárás jelenleg még félig manuálisan történik, ami hátrányosan befolyásolja az akkumulátor minőségét.

5. Elektródhegesztés: A hengeres akkumulátor-elektródok hegesztése könnyebb, mint a prizmás lítiumakkuk elektródjaié; a prizmás lítiumakkuk elektródjainál gyakori a rossz minőségű hegesztés, ami befolyásolja az akkumulátor minőségét.

6. Csomagolás összeszerelése: A hengeres akkumulátorok könnyebben használhatók, így a csomagolási technológia egyszerűbb, és a hőelvezetés is jobb; négyszögletes lítium-akkumulátorok csomagolásakor meg kell oldani a hőelvezetés problémáját.

7. Szerkezeti jellemzők: A négyszögletes lítium-akkumulátorok sarkainál a kémiai aktivitás viszonylag gyengébb, és a cella energia-sűrűsége hosszú távú használat során hajlamos csökkenésre, ami rövidebb élettartamot eredményez.

 

Hengeres lítium-akkumulátorok és tasakos lítium-akkumulátorok összehasonlítása

1. A puha tokos akkumulátorok biztonsági teljesítménye jobb. A puha tokos akkumulátorok alumínium-műanyag fóliába vannak csomagolva. Biztonsági probléma esetén általában duzzadás vagy repedés következik be, szemben az acél- vagy alumíniumtokos elemekkel, amelyek robbanhatnak. Biztonsági szempontból felülmúlják a hengeres lítium-akkumulátorokat.

2. A puha tokos akkumulátorok viszonylag könnyűek, ugyanolyan kapacitású acélházas lítium-akkumulátorokhoz képest 40%-kal, míg hengeres alumíniumházas lítium-akkumulátorokhoz képest 20%-kal kisebb tömegűek; emellett alacsonyabb belső ellenállással rendelkeznek, ami jelentősen csökkenti az önkisülést.

3. A tasakos (pouch) akkumulátorok kiválóbb ciklus-teljesítményt és hosszabb élettartamot nyújtanak, 100 ciklus után 4–7%-kal kevesebb leépítést mutatnak a hengeres alumíniumházas akkumulátorokhoz képest.

4. A tasakos akkumulátorok nagyobb tervezési rugalmasságot is biztosítanak, különböző formák és vékonyabb kialakítások lehetőségét kínálják, testre szabhatók az ügyfelek speciális igényeinek kielégítése érdekében, így új cellamodellek fejlesztését teszik lehetővé. A hengeres lítium-akkumulátorok ezzel szemben nem rendelkeznek ezekkel az előnyökkel.

5. A hengeres lítiumakumulátorokhoz képest a tokcellák hátrányai közé tartozik az alacsonyabb konzisztencia, magasabb költség és nagyobb szivárgásra való hajlam. A magasabb költséget nagyszériás gyártással lehet kezelni, míg a szivárgást az alumínium-műanyag fólia minőségének javításával lehet csökkenteni.