Циліндричні, призматичні та пакетні: який літієвий акумулятор кращий?

Від смартфона в вашій кишені до електромобіля в гаражі — літій-іонні акумулятори є незамінними помічниками нашого електрифікованого світу. Але чи замислювалися ви коли-небудь над тим, як великий вплив має їхня форма? Вибір між циліндричним, призматичним або пакетним акумулятором — це не просто питання того, як він підходить; це важливе інженерне рішення, яке впливає на густину енергії, управління теплом, безпеку та вартість. У цьому детальному огляді ми розглянемо унікальні характеристики кожної форми, щоб з’ясувати, який дизайн є найкращим для різних застосувань.

Порівняння циліндричних та призматичних літій-іонних акумуляторів

1. Форма акумулятора: квадратні акумулятори можна виготовити будь-якого розміру, на відміну від циліндричні батареї .

2. Продуктивність за струмом: через обмеження процесу зварювання багатоконтактних виводів у циліндричних акумуляторах їхня продуктивність трохи гірша порівняно з призматичними багатоконтактними акумуляторами.

3. Платформа розряду: Літієві акумулятори, що використовують однакові матеріали катода та анода і електроліт, теоретично повинні мати однакову платформу розряду, проте платформа розряду прямокутних літієвих акумуляторів трохи вища.

4. Якість продукту: Технологічний процес виготовлення циліндричних акумуляторів порівняно досконалий, імовірність повторного різання дефектів на електродних плівках низька, процес намотування відпрацьований і високоефективний. Процес укладання все ще здійснюється наполовину вручну, що негативно впливає на якість акумуляторів.

5. Зварювання електродів: Електроди циліндричних акумуляторів простіше зварювати, ніж електроди прямокутних літієвих акумуляторів; електроди прямокутних літієвих акумуляторів схильні до поганого зварювання, що впливає на якість акумулятора.

6. Збірка пакета: циліндричні акумулятори простіші у використанні, тому технологія упаковки проста, а відведення тепла добре; при упаковці прямокутних літій-іонних акумуляторів необхідно вирішити проблему відведення тепла.

7. Конструктивні особливості: хімічна активність у кутах прямокутних літій-іонних акумуляторів порівняно низька, і густина енергії акумулятора схильна до зниження при тривалому використанні, що призводить до скорочення терміну служби акумулятора.

 

Порівняння циліндричних літій-іонних акумуляторів та літій-іонних акумуляторів у м’якій упаковці

1. Акумулятори в м’якій упаковці мають кращі показники безпеки. Вони запаковані в алюмінієво-пластикову плівку. У разі виникнення проблеми з безпекою такі акумулятори, як правило, розпухають або тріскаються, на відміну від сталевих або алюмінієвих корпусів, які можуть вибухнути. З точки зору безпеки вони перевершують циліндричні літій-іонні акумулятори.

2. Батареї у м'якій упаковці порівняно легкі, їхня вага на 40% менша, ніж у літієвих акумуляторів у сталевому корпусі тієї ж ємності, і на 20% менша, ніж у циліндричних літієвих акумуляторів у алюмінієвому корпусі; вони також мають нижчий внутрішній опір, що значно зменшує саморозряд.

3. Пакетні батареї мають кращу циклічну продуктивність і довший термін циклічного життя, демонструючи на 4–7 % менше деградації після 100 циклів у порівнянні з циліндричними акумуляторами в алюмінієвому корпусі.

4. Пакетні батареї також пропонують більшу гнучкість у проектуванні, дозволяючи різноманітні форми та тонші конструкції, і можуть бути адаптовані під конкретні потреби клієнтів, що дає змогу розробляти нові моделі елементів. Циліндричні літієві акумулятори, навпаки, не мають цих переваг.

5. Порівняно з циліндричними літій-іонними акумуляторами, пакетні елементи мають недоліки, такі як гірша узгодженість, вища вартість і більша схильність до витоку. Вищу вартість можна зменшити за рахунок масового виробництва, а витік — шляхом покращення якості алюмінієво-пластикової плівки.