Cilindriche vs. Prismatica vs. Pouch: Quale Batteria al Litio è la Migliore?

Dallo smartphone in tasca al veicolo elettrico nel tuo garage, le batterie agli ioni di litio sono i silenziosi motori del nostro mondo elettrificato. Ma hai mai considerato l'importante impatto della loro forma? La scelta tra una batteria cilindrica, prismatica o a busta non riguarda soltanto l'adattamento fisico; si tratta di una decisione ingegneristica fondamentale che influisce sulla densità energetica, sulla gestione del calore, sulla sicurezza e sui costi. In questo approfondimento, analizzeremo le caratteristiche uniche di ciascun formato per scoprire quale progettazione risulti superiore in diverse applicazioni.

Confronto tra batterie al litio cilindriche e prismatiche

1. Forma della batteria: Le batterie quadrate possono essere progettate in qualsiasi dimensione, a differenza delle batterie Cilindriche .

2. Prestazioni in regime: A causa dei limiti del processo di saldatura con più linguette nelle batterie cilindriche, le prestazioni in regime sono leggermente inferiori rispetto a quelle delle batterie prismatiche con più linguette.

3. Piattaforma di scarica: Le batterie al litio che utilizzano gli stessi materiali agli elettrodi positivo e negativo e gli stessi elettroliti dovrebbero teoricamente avere la stessa piattaforma di scarica, ma la piattaforma di scarica delle batterie al litio quadrate è leggermente più elevata.

4. Qualità del prodotto: Il processo produttivo delle batterie cilindriche è relativamente maturo, la probabilità di difetti secondari nel taglio dei fogli degli elettrodi è bassa e il processo di avvolgimento è maturo e altamente automatizzato. Il processo di impilamento viene invece ancora eseguito in maniera semi-manuale, il che ha un effetto negativo sulla qualità della batteria.

5. Saldatura degli elettrodi: Gli elettrodi delle batterie cilindriche sono più facili da saldare rispetto a quelli delle batterie al litio quadrate; gli elettrodi delle batterie al litio quadrate sono soggetti a cattiva saldatura, il che ne compromette la qualità.

6. Assemblaggio del pacco: le batterie cilindriche sono più facili da utilizzare, quindi la tecnologia di imballaggio è semplice e la dissipazione del calore è buona; nell'assemblare batterie al litio quadrate, è necessario risolvere il problema della dissipazione termica.

7. Caratteristiche strutturali: l'attività chimica agli angoli delle batterie al litio quadrate è relativamente scarsa, e la densità energetica della batteria tende a degradarsi con l'uso prolungato, causando una durata inferiore della batteria.

 

Confronto tra batterie al litio cilindriche e batterie al litio in formato pouch

1. Le batterie con involucro morbido hanno migliori prestazioni di sicurezza. Le batterie con involucro morbido sono incapsulate in un film di alluminio-plastica. In caso di problemi di sicurezza, generalmente si gonfiano e si rompono, a differenza delle celle con involucro in acciaio o in alluminio che potrebbero esplodere. Per quanto riguarda le prestazioni di sicurezza, sono superiori alle batterie al litio cilindriche.

2. Le batterie soft-pack sono relativamente leggere, pesano il 40% in meno rispetto alle batterie al litio con involucro in acciaio della stessa capacità e il 20% in meno rispetto alle batterie al litio cilindriche con involucro in alluminio; hanno anche una resistenza interna più bassa, riducendo significativamente l'auto-scarica.

3. Le batterie pouch offrono prestazioni cicliche superiori e una maggiore durata del ciclo, mostrando una degradazione del 4% al 7% inferiore dopo 100 cicli rispetto alle batterie cilindriche con involucro in alluminio.

4. Le batterie pouch offrono anche una maggiore flessibilità progettuale, consentendo forme diverse e design più sottili, e possono essere personalizzate per soddisfare esigenze specifiche dei clienti, permettendo lo sviluppo di nuovi modelli di celle. Le batterie al litio cilindriche, d'altra parte, non possiedono questi vantaggi.

5. Rispetto alle batterie al litio di forma cilindrica, le celle a busta presentano svantaggi come una minore uniformità, un costo più elevato e una maggiore predisposizione alle perdite. Il costo più elevato può essere affrontato attraverso la produzione su larga scala, mentre le perdite possono essere ridotte migliorando la qualità del film in alluminio-plastica.