แบบทรงกระบอก เทียบกับ แบบปริซึม เทียบกับ แบบซอง: แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไหนดีที่สุด?

ตั้งแต่สมาร์ทโฟนในกระเป๋าของคุณไปจนถึงยานยนต์ไฟฟ้าในโรงรถ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือกำลังขับเคลื่อนเงียบๆ ของโลกที่ใช้ไฟฟ้าในปัจจุบัน แต่คุณเคยพิจารณาผลกระทบเชิงลึกจากรูปร่างของมันหรือไม่ การเลือกระหว่างแบตเตอรี่แบบทรงกระบอก แบบปริซึม หรือแบบซอง ไม่ใช่เพียงแค่เรื่องการจัดวางเท่านั้น แต่เป็นการตัดสินใจทางวิศวกรรมที่สำคัญ ซึ่งมีผลต่อความหนาแน่นของพลังงาน การจัดการความร้อน ความปลอดภัย และต้นทุน ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกคุณลักษณะเฉพาะตัวของแต่ละรูปแบบ เพื่อเปิดเผยการออกแบบใดที่เหนือกว่าสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน

การเปรียบเทียบระหว่างแบตเตอรี่ลิเธียมแบบทรงกระบอกและแบบปริซึม

1. รูปร่างของแบตเตอรี่: แบตเตอรี่แบบสี่เหลี่ยมสามารถออกแบบให้มีขนาดใดก็ได้ ซึ่งต่างจาก แบตเตอรี่ทรงกระบอก .

2. สมรรถนะการประจุ-ปล่อย: เนื่องจากข้อจำกัดของกระบวนการเชื่อมหลายแท็บในแบตเตอรี่แบบทรงกระบอก สมรรถนะการประจุ-ปล่อยจึงแย่กว่าแบตเตอรี่แบบปริซึมที่มีหลายแท็บเล็กน้อย

3. แพลตฟอร์มการคายประจุ: แบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้วัสดุขั้วบวก ขั้วลบ และอิเล็กโทรไลต์ชนิดเดียวกันควรจะมีแพลตฟอร์มการคายประจุเหมือนกันตามทฤษฎี แต่แพลตฟอร์มการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสี่เหลี่ยมจะสูงกว่าเล็กน้อย

4. คุณภาพผลิตภัณฑ์: กระบวนการผลิตแบตเตอรี่แบบกระบอกมีความสุกงอมค่อนข้างดี ความน่าจะเป็นที่เกิดข้อบกพร่องจากการตัดแผ่นอิเล็กโทรดซ้ำมีค่อนข้างต่ำ และกระบวนการพันขดลวดมีความสุกงอมและได้รับการดำเนินการโดยระบบอัตโนมัติสูง ในขณะที่กระบวนการซ้อนทับยังคงดำเนินการแบบกึ่งอัตโนมัติ ซึ่งส่งผลกระทบในทางลบต่อคุณภาพของแบตเตอรี่

5. การเชื่อมอิเล็กโทรด: อิเล็กโทรดของแบตเตอรี่แบบกระบอกสามารถเชื่อมได้ง่ายกว่าอิเล็กโทรดของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสี่เหลี่ยม; อิเล็กโทรดของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสี่เหลี่ยมมีแนวโน้มที่จะเกิดการเชื่อมไม่ดี ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของแบตเตอรี่

6. การประกอบแพ็ค: แบตเตอรี่แบบทรงกระบอกใช้งานง่ายกว่า ทำให้เทคโนโลยีการบรรจุเรียบง่ายและระบายความร้อนได้ดี ส่วนการบรรจุแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสี่เหลี่ยม จำเป็นต้องแก้ปัญหาการระบายความร้อน

7. ลักษณะเชิงโครงสร้าง: กิจกรรมทางเคมีที่มุมของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสี่เหลี่ยมค่อนข้างต่ำ และความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่มีแนวโน้มลดลงเมื่อใช้งานไปเป็นเวลานาน ส่งผลให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง

 

การเปรียบเทียบระหว่างแบตเตอรี่ลิเธียมแบบทรงกระบอกกับแบตเตอรี่ลิเธียมแบบซอง

1. แบตเตอรี่แบบซองนิ่มมีสมรรถนะด้านความปลอดภัยที่ดีกว่า แบตเตอรี่แบบซองนิ่มจะถูกหุ้มด้วยฟิล์มอลูมิเนียมพลาสติก เมื่อเกิดปัญหาด้านความปลอดภัย แบตเตอรี่แบบซองนิ่มมักจะพองหรือแตกร้าว ไม่เหมือนกับเซลล์ที่มีเปลือกเหล็กหรือเปลือกอลูมิเนียมซึ่งอาจระเบิดได้ ดังนั้นในแง่ของสมรรถนะด้านความปลอดภัย จึงเหนือกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบทรงกระบอก

2. แบตเตอรี่แบบซ็อฟท์แพ็คมีน้ำหนักเบากว่า โดยเบากว่า 40% เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีเปลือกเหล็กในความจุเดียวกัน และเบากว่า 20% เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมแบบทรงกระบอกที่มีเปลือกอลูมิเนียม นอกจากนี้ยังมีความต้านทานภายในต่ำกว่า ช่วยลดการคายประจุเองอย่างมีนัยสำคัญ

3. แบตเตอรี่แบบพอชให้สมรรถนะในการชาร์จ-ปล่อยที่ดีกว่า และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า โดยหลังจากผ่านการชาร์จ-ปล่อย 100 รอบจะมีการเสื่อมสภาพน้อยกว่า 4% ถึง 7% เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่แบบทรงกระบอกที่มีเปลือกอลูมิเนียม

4. แบตเตอรี่แบบพอชยังมีความยืดหยุ่นสูงในการออกแบบ สามารถผลิตในรูปทรงต่าง ๆ และออกแบบให้มีความบางลงได้ รวมถึงสามารถปรับแต่งตามความต้องการเฉพาะของลูกค้า เพื่อพัฒนาโมเดลเซลล์ใหม่ ๆ ได้ ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมแบบทรงกระบอกไม่มีข้อได้เปรียบเหล่านี้

5. เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมแบบทรงกระบอก เซลล์แบบพัชช์มีข้อเสีย เช่น ความสม่ำเสมอที่ต่ำกว่า ต้นทุนที่สูงกว่า และมีแนวโน้มรั่วซึมได้ง่ายกว่า ต้นทุนที่สูงสามารถแก้ไขได้ด้วยการผลิตในขนาดใหญ่ ในขณะที่การรั่วซึมสามารถลดลงได้โดยการปรับปรุงคุณภาพของฟิล์มอลูมิเนียม-พลาสติก