Pin hình trụ so với hình khối so với dạng túi: Loại pin lithium nào vượt trội nhất?

Từ chiếc điện thoại thông minh trong túi áo đến phương tiện điện trong nhà để xe của bạn, pin lithium-ion là những thiết bị hoạt động âm thầm nhưng đóng vai trò chủ chốt trong thế giới điện hóa của chúng ta. Nhưng bạn đã bao giờ nghĩ đến tác động sâu sắc từ hình dạng của chúng chưa? Việc lựa chọn giữa pin hình trụ, hình khối vuông hay dạng túi không chỉ đơn thuần liên quan đến cách lắp đặt; mà đó là một quyết định kỹ thuật then chốt ảnh hưởng đến mật độ năng lượng, quản lý nhiệt, độ an toàn và chi phí. Trong bài phân tích chuyên sâu này, chúng ta sẽ làm rõ các đặc điểm riêng biệt của từng dạng cấu trúc để tìm ra thiết kế nào vượt trội nhất cho từng ứng dụng khác nhau.

So sánh giữa pin lithium hình trụ và hình khối vuông

1. Hình dạng pin: Các pin vuông có thể được thiết kế với mọi kích cỡ, khác với pin hình trụ .

2. Hiệu suất xả theo tốc độ: Do hạn chế của quá trình hàn nhiều điểm nối trên pin hình trụ, hiệu suất theo tốc độ hơi kém hơn so với pin hình khối vuông có nhiều điểm nối.

3. Nền tảng xả: Về lý thuyết, các pin lithium sử dụng cùng vật liệu điện cực dương và âm cũng như chất điện phân sẽ có nền tảng xả giống nhau, nhưng nền tảng xả của pin lithium hình vuông hơi cao hơn.

4. Chất lượng sản phẩm: Quy trình sản xuất pin hình trụ tương đối trưởng thành, xác suất xảy ra khuyết tật do cắt lại ở các tấm điện cực thấp, quy trình quấn dây đã rất phát triển và tự động hóa cao. Trong khi đó, quy trình xếp lớp vẫn được thực hiện theo phương thức bán thủ công, ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng pin.

5. Hàn điện cực: Điện cực pin hình trụ dễ hàn hơn so với điện cực pin lithium hình vuông; điện cực pin lithium hình vuông dễ bị hàn kém, làm ảnh hưởng đến chất lượng pin.

6. Lắp ráp cụm pin: Pin hình trụ dễ sử dụng hơn, do đó công nghệ đóng gói đơn giản và khả năng tản nhiệt tốt; khi đóng gói pin lithium vuông, cần phải giải quyết vấn đề tản nhiệt.

7. Đặc điểm cấu trúc: Hoạt tính hóa học ở các góc của pin lithium vuông tương đối kém, mật độ năng lượng của pin dễ bị suy giảm khi sử dụng lâu dài, dẫn đến tuổi thọ pin ngắn hơn.

 

So sánh giữa pin lithium hình trụ và pin lithium dạng pouch

1. Pin dạng mềm có hiệu suất an toàn tốt hơn. Pin dạng mềm được bao bọc bằng màng nhôm - nhựa dẻo. Trong trường hợp xảy ra sự cố an toàn, pin dạng mềm thường phồng lên và nứt vỡ, không giống như các tế bào có vỏ thép hoặc vỏ nhôm có thể phát nổ. Về hiệu suất an toàn, chúng vượt trội hơn so với pin lithium hình trụ.

2. Pin dạng mềm nhẹ hơn tương đối, trọng lượng giảm 40% so với pin lithium vỏ thép có cùng dung lượng và giảm 20% so với pin lithium hình trụ vỏ nhôm; đồng thời chúng cũng có điện trở trong thấp hơn, làm giảm đáng kể hiện tượng tự phóng điện.

3. Pin dạng túi có hiệu suất chu kỳ vượt trội và tuổi thọ chu kỳ dài hơn, thể hiện mức độ suy giảm ít hơn từ 4% đến 7% sau 100 chu kỳ so với pin hình trụ vỏ nhôm.

4. Pin dạng túi cũng mang lại độ linh hoạt trong thiết kế cao hơn, cho phép nhiều hình dạng khác nhau và thiết kế mỏng hơn, đồng thời có thể tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu cụ thể của khách hàng, tạo điều kiện phát triển các mẫu cell mới. Trong khi đó, pin lithium hình trụ không sở hữu những ưu điểm này.

5. So với pin lithium hình trụ, các tế bào dạng pouch có những nhược điểm như độ đồng nhất kém hơn, chi phí cao hơn và dễ bị rò rỉ hơn. Chi phí cao có thể được giải quyết thông qua sản xuất quy mô lớn, trong khi hiện tượng rò rỉ có thể được giảm thiểu bằng cách cải thiện chất lượng của lớp màng nhôm-nhựa.