Cylindrisk, prismatisk eller pouch: Vilken litiumbatterityp är bäst?

Från den smartphone du har i fickan till elbilen i din garage, är litiumjonbatterier de tysta arbetshestarna i vår elektrifierade värld. Men har du någonsin funderat på hur deras form kan ha en så djupgående påverkan? Valet mellan ett cylindriskt, prismatiskt eller påseformigt batteri handlar inte bara om hur det passar; det är ett avgörande ingenjörsval som påverkar energitäthet, värmeavgång, säkerhet och kostnad. I denna genomgång kommer vi att undersöka de unika egenskaperna hos varje formfaktor för att avslöja vilken design som är bäst lämpad för olika tillämpningar.

Jämförelse mellan cylindriska och prismatiska litiumbatterier

1. Batteriform: Fyrkantiga batterier kan konstrueras i valfri storlek, till skillnad från cylindriska batterier .

2. Hastighetsprestanda: På grund av begränsningarna i svetsprocessen för flertabbsanslutningar i cylindriska batterier är hastighetsprestandan något sämre än hos prismatiska batterier med flera tabs.

3. Urladdningsplattform: Litiumbatterier som använder samma material för positiv och negativ elektrod samt samma elektrolyt bör teoretiskt ha samma urladdningsplattform, men urladdningsplattformen för fyrkantiga litiumbatterier är något högre.

4. Produktkvalitet: Tillverkningsprocessen för cylindriska batterier är relativt mogen, sannolikheten för sekundära skärdefekter i elektrodbladen är låg, och viklingsprocessen är mogen och höggradigt automatiserad. Staplingsprocessen utförs fortfarande till hälften manuellt, vilket har en negativ inverkan på batterikvaliteten.

5. Elektrodsvetsning: Cylindriska batterieelektroder är lättare att svetsa än elektroder i fyrkantiga litiumbatterier; elektroder i fyrkantiga litiumbatterier är benägna att ha dålig svetsning, vilket påverkar batterikvaliteten.

6. Pakettering: Cylindriska batterier är lättare att använda, så packningstekniken är enkel och värmeavledningen är god; vid packning av fyrkantiga litiumbatterier måste värmeavledningsproblemet lösas.

7. Strukturella egenskaper: Den kemiska aktiviteten vid hörnen på fyrkantiga litiumbatterier är relativt låg, och energitätheten i batteriet tenderar att försämras vid långvarig användning, vilket resulterar i en kortare batterilevetid.

 

Jämförelse mellan cylindriska litiumbatterier och plåsterta litiumbatterier

1. Plåsterade batterier har bättre säkerhetsegenskaper. Plåsterade batterier är förpackade i ett aluminiumplastskal. Vid ett säkerhetsproblem kommer plåsterade batterier normalt att svälla och spricka, till skillnad från stål- eller aluminiumhöljda celler som kan explodera. När det gäller säkerhetsegenskaper är de överlägsna jämfört med cylindriska litiumbatterier.

2. Soft-pack-batterier är relativt lättviktiga, väger 40 % mindre än stålförsedda litiumbatterier med samma kapacitet och 20 % mindre än cylindriska aluminiumförsedda litiumbatterier; de har också lägre inre resistans, vilket avsevärt minskar självurladdning.

3. Pouch-batterier erbjuder överlägsen cykelprestanda och en längre cykellivslängd, med 4–7 % mindre försämring efter 100 cykler jämfört med cylindriska aluminiumförsedda batterier.

4. Pouch-batterier erbjuder även större designflexibilitet, möjliggör olika former och tunnare design, och kan anpassas för att uppfylla specifika kundbehov, vilket gör det möjligt att utveckla nya cellmodeller. Cylindriska litiumbatterier har däremot inte dessa fördelar.

5. Jämfört med cylindriska litiumbatterier har påsarceller nackdelar som sämre konsekvens, högre kostnad och större läckagetendens. Den högre kostnaden kan hanteras genom storskalig produktion, medan läckage kan minskas genom att förbättra kvaliteten på aluminium-plastfolien.