円筒形、角型、ポーチ：どのリチウム電池が最も優れていますか？

ポケットの中のスマートフォンからガレージにある電気自動車まで、リチウムイオン電池は私たちの電化された世界を支える静かな主力です。しかし、その形状が与える大きな影響について考えたことはありますか？円筒形、角型、またはポーチ型電池の選択は、単に収まりの良さ以上の意味を持ちます。これはエネルギー密度、放熱性、安全性、コストに影響する極めて重要なエンジニアリング上の判断なのです。この詳細な考察では、それぞれの形状が持つ特徴を明らかにし、どのような用途においてどの設計が最も優れているのかを解説します。

円筒形と角型リチウム電池の比較

1. 電池の形状：角型電池は円筒形とは異なり、任意のサイズで設計することが可能である。 円筒型電池 .

2. レート特性：円筒形電池におけるマルチタブの溶接プロセスには制限があり、そのためレート特性は角型マルチタブ電池に比べてやや劣る。

3. 放電プラットフォーム：同じ正極および負極材料と電解液を使用するリチウム電池は理論的には同じ放電プラットフォームを持つべきであるが、角型リチウム電池の放電プラットフォームはやや高い。

4. 製品品質：円筒型電池の製造プロセスは比較的成熟しており、電極板の二次カット欠陥が生じる確率が低く、巻取り工程も成熟し高度に自動化されている。一方、スタッキング工程はまだ半手作業で行われており、バッテリー品質に悪影響を及ぼす。

5. 電極溶接：円筒型電池の電極は角型リチウム電池の電極よりも溶接が容易である。角型リチウム電池の電極は溶接不良が生じやすく、これがバッテリー品質に影響を与える。

6. パックの組立：円筒形バッテリーは使用が容易であるため、パッキング技術がシンプルで放熱性も良好である。一方、角型リチウム電池をパッキングする際には、放熱の問題を解決する必要がある。

7. 構造的特徴：角型リチウム電池のコーナー部分における化学反応活性は比較的低く、長期間使用するとエネルギー密度が低下しやすく、結果としてバッテリー寿命が短くなる傾向がある。

 

円筒形リチウム電池とポーチ型リチウム電池の比較

1. ソフトパック電池は安全性に優れている。ソフトパック電池はアルミプラスチックフィルムで包装されているため、安全上の問題が発生した場合、一般的に膨れたり亀裂が入ったりするが、鋼殻またはアルミケースのセルのように爆発することはない。安全性の面では、円筒形リチウム電池よりも優れている。

2. ソフトパック電池は比較的軽量で、同じ容量の鋼ケースリチウム電池よりも40%軽く、円筒形アルミケースリチウム電池よりも20%軽くなっています。また、内部抵抗も低く、自己放電を大幅に抑えることができます。

3. ポーチ電池は優れたサイクル性能と長いサイクル寿命を持ち、100回の充放電後における劣化が円筒形アルミケース電池に比べて4%から7%少なくなります。

4. ポーチ電池はさらに設計の自由度が高く、さまざまな形状や薄型設計が可能で、顧客の特定ニーズに応じたカスタマイズが可能です。これにより新しいセルモデルの開発が促進されます。一方、円筒形リチウム電池はこれらの利点を持っていません。

5. 円筒型リチウム電池と比較して、ポーチセルは一貫性が劣り、コストが高く、漏れが生じやすいという欠点があります。コストの高さは大規模生産によって対応可能であり、漏れはアルミプラスチックフィルムの品質向上により低減できます。