Ogniskowa vs. Pryzmatyczne vs. Płaskie: Który akumulator litowy rządzi?

Od smartfona w Twojej kieszeni po pojazd elektryczny w garażu – ogniwa litowo-jonowe są cichymi pracowitkami naszego zelektryfikowanego świata. Ale czy kiedykolwiek zastanawiałeś się nad głębokim wpływem ich kształtu? Wybór między baterią cylindryczną, pryzmatyczną a foliową to nie tylko kwestia dopasowania; to kluczowa decyzja inżynierska, która wpływa na gęstość energii, zarządzanie ciepłem, bezpieczeństwo i koszt. W tej szczegółowej analizie przyjrzymy się unikalnym cechom każdego typu obudowy, by ujawnić, który projekt dominuje w różnych zastosowaniach.

Porównanie baterii litowych cylindrycznych i pryzmatycznych

1. Kształt baterii: Akumulatory kwadratowe mogą być zaprojektowane w dowolnym rozmiarze, w przeciwieństwie do baterie walcowe .

2. Wydajność pod względem natężenia prądu: Z powodu ograniczeń procesu spawania wielu zacisków w bateriach cylindrycznych, wydajność ta jest nieco gorsza niż w przypadku baterii pryzmatycznych z wieloma zaciskami.

3. Platforma rozładowania: Baterie litowe wykorzystujące te same materiały elektrod dodatnich i ujemnych oraz te same elektrolity powinny teoretycznie mieć taką samą platformę rozładowania, jednak platforma rozładowania baterii kwadratowych jest nieco wyższa.

4. Jakość produktu: Proces wytwarzania baterii cylindrycznych jest względnie dojrzały, prawdopodobieństwo wystąpienia wtórnych wad cięcia arkuszy elektrod jest niskie, a proces nawijania jest dojrzały i w dużej mierze zautomatyzowany. Proces nakładania warstw nadal odbywa się w sposób półmanualny, co negatywnie wpływa na jakość baterii.

5. Spawanie elektrod: Elektrody baterii cylindrycznych są łatwiejsze do spawania niż elektrody baterii litowych kwadratowych; elektrody baterii litowych kwadratowych są narażone na słabe połączenia spawane, co wpływa na jakość baterii.

6. Montaż zestawu: Baterie cylindryczne są łatwiejsze w użyciu, dlatego technologia pakowania jest prosta, a odprowadzanie ciepła dobre; podczas pakowania baterii litowych o kształcie kwadratowym należy rozwiązać problem odprowadzania ciepła.

7. Cechy konstrukcyjne: Aktywność chemiczna w narożnikach baterii litowych o kształcie kwadratowym jest stosunkowo słaba, a gęstość energii baterii ma tendencję do spadku przy długotrwałym użytkowaniu, co skraca żywotność baterii.

 

Porównanie baterii litowych cylindrycznych i baterii litowych typu pouch

1. Bezpieczniki typu soft-pack mają lepszą wydajność bezpieczeństwa. Baterie typu soft-pack są opakowane w folię aluminiowo-plastikową. W przypadku problemu z bezpieczeństwem zazwyczaj następuje naprężenie lub pęknięcie, w przeciwieństwie do ogniw w stalowych lub aluminiowych obudowach, które mogą eksplodować. Pod względem bezpieczeństwa przewyższają one baterie litowe cylindryczne.

2. Akumulatory w formie miękkich pakietów są stosunkowo lekkie, ważą o 40% mniej niż baterie litowe w stalowych obudowach o tej samej pojemności oraz o 20% mniej niż cylindryczne baterie litowe w aluminiowych obudowach; mają również niższy opór wewnętrzny, co znacząco zmniejsza samorozładowanie.

3. Baterie typu pouch oferują lepszą wydajność cykliczną i dłuższe życie cykliczne, wykazując o 4% do 7% mniejsze zużycie po 100 cyklach w porównaniu z cylindrycznymi bateriami w aluminiowych obudowach.

4. Baterie typu pouch oferują również większą elastyczność projektowania, umożliwiając różne kształty i cieńsze konstrukcje, a także mogą być dostosowywane do indywidualnych potrzeb klientów, co pozwala na rozwijanie nowych modeli ogniw. Cylindryczne akumulatory litowe z kolei nie posiadają tych zalet.

5. W porównaniu z cylindrycznymi bateriami litowymi, ogniwa w formie torebki mają wady, takie jak gorsza spójność, wyższy koszt oraz większe skłonność do wycieków. Wyższy koszt można zmniejszyć poprzez produkcję na dużą skalę, a wycieki – poprzez poprawę jakości folii aluminiowo-plastikowej.