ПРИЗМАТИЧЕСКИЕ КЛЕТКИ ПРОТИВ. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ КЛЕТКИ: СРАВНЕНИЕ

В быстро развивающихся технологиях аккумуляторов выбор между различными типами литий-ионных аккумуляторов может существенно повлиять на производительность и область применения различных устройств. <р>ACEПризматические и цилиндрические ячейки имеют явные преимущества и области применения. Давайте углубимся в ключевые различия между этими двумя типами клеток и рассмотрим их возможные последствия.

Изучение призматических клеток

Призматические ячейки представляют собой химию, заключенную в жесткий корпус, обычно прямоугольной формы. Такая конструкция способствует эффективному размещению нескольких элементов в аккумуляторном модуле. Призматические элементы бывают двух видов: штабелированные или свернутые и сплющенные электродные листы (анод, сепаратор, катод). Конструкция сложенных друг на друга призматических ячеек позволяет одновременно высвобождать больше энергии, повышая производительность. Напротив, сплющенные призматические ячейки обеспечивают больший запас энергии, повышая долговечность.

Призматические элементы, которые в основном используются в системах хранения энергии и электромобилях, идеально подходят для приложений, требующих более высокой энергоемкости. Их больший размер делает их менее подходящими для компактных устройств, таких как мобильные телефоны или электронные велосипеды. Однако для энергоемких приложений призматические ячейки становятся надежным выбором.

Открытие цилиндрических ячеек

Цилиндрические ячейки, как следует из названия, заключены в жесткие цилиндрические банки. Их компактная круглая форма облегчает штабелирование в устройствах различных размеров. Эта форма также предотвращает вздутие, вызванное скоплением газа внутри корпуса, явление, которое может поставить под угрозу другие форматы ячеек.

Цилиндрический литий-ионный аккумулятор характеризуется своей цилиндрической формой, поэтому он получил название «цилиндрический литий-ионный аккумулятор». Эти батареи классифицируются на основе материалов анода и включают такие варианты, как оксиды лития-кобальта (LiCoO2), литий-марганец (LiMn2O4), литий-никель-марганец-кобальт (LiNiMnCoO2 или NMC), литий-алюминий-никель-кобальт (LiNiCoAlO2 или NCA), литий-железо-фосфат (LiNiCoAlO2 или NCA). LiFePO4) и титанат лития (Li4Ti5O12).

Цилиндрические элементы, изначально популяризированные в ноутбуках, произвели фурор благодаря использованию Tesla в электромобилях. Эти ячейки являются важными компонентами электровелосипедов, медицинских устройств и даже спутников, где их уникальная форма обеспечивает устойчивость к колебаниям атмосферного давления.

Ключевые отличия: размер, соединения и мощность

Различия между призматическими и цилиндрическими клетками не ограничиваются их формой. Заметные отличия включают размер, количество электрических соединений и выходную мощность.

Размер

Призматические ячейки значительно больше цилиндрических и содержат больше энергии на ячейку. Например, одна призматическая ячейка может хранить столько же энергии, сколько от 20 до 100 цилиндрических ячеек. Меньший размер цилиндрических ячеек делает их подходящими для приложений, требующих меньшей мощности, что расширяет диапазон их использования. Цилиндрические элементы, как следует из названия, имеют цилиндрическую форму, напоминающую традиционные батареи типа АА. Призматические клетки более прямоугольные и плоские, а мешковидные клетки гибкие и часто заключены в мягкий мешочек.

Подключения

Еще одним важным отличием является количество электрических соединений, необходимых для аккумуляторной батареи. Этот фактор напрямую влияет на общую сложность и надежность аккумуляторной системы. Призматические ячейки, будучи больше и имеют более высокую плотность энергии, требуют меньшего количества ячеек для достижения удельной энергоемкости по сравнению с цилиндрическими ячейками. Это означает, что аккумуляторные батареи, в которых используются призматические элементы, имеют меньше электрических соединений, что приводит к потенциально меньшему количеству точек отказа во время производства и использования. С другой стороны, цилиндрические ячейки из-за их меньшего размера требуют большего количества ячеек для достижения той же энергетической емкости, что приводит к большему количеству соединений.

Выходная мощность и производительность

Выходная мощность является критическим фактором для различных приложений, от смартфонов, которым требуется быстрая зарядка, до электромобилей, которым требуется высокое ускорение. Цилиндрические ячейки часто демонстрируют лучшую выходную мощность по сравнению с призматическими ячейками. Это преимущество возникает из-за их меньшего размера и большего количества подключений, что обеспечивает более распределенную подачу энергии. В результате цилиндрические элементы обычно выбирают для высокопроизводительных приложений, таких как электромобили и электроинструменты. Призматические элементы, с другой стороны, предпочтительнее для энергоемких приложений, где стабильная и устойчивая подача энергии более важна, чем мгновенные всплески.

Призматическая революция

Непрерывное развитие отрасли электромобилей (EV) приводит к динамичному изменению предпочтений в отношении аккумуляторов. Хотя цилиндрические элементы в настоящее время доминируют в секторе электромобилей, призматические элементы представляют собой веские причины для потенциального лидерства.

Призматические элементы позволяют сократить расходы за счет оптимизации этапов производства. Их более крупная конструкция позволяет создавать ячейки большего размера, сводя к минимуму потребность в сложных электрических соединениях во время производства.

Кроме того, призматические элементы хорошо сочетаются с литий-железо-фосфатным (LFP) химическим составом, используя доступные и экономичные материалы. Батареи LFP основаны на широко доступных ресурсах, в отличие от других химических элементов, зависящих от дорогостоящих элементов, таких как никель и кобальт.

По мере того, как призматические ячейки LFP набирают обороты, происходят заметные сдвиги. Азиатские производители электромобилей используют аккумуляторы LiFePO4 в призматических форматах, а Tesla представляет призматические аккумуляторы китайского производства для определенных моделей автомобилей.

Однако химический состав LFP имеет ограничения, в том числе более низкую плотность энергии по сравнению с другими химическими составами, что делает его непригодным для высокопроизводительных транспортных средств. Системы управления батареями также сталкиваются с проблемами при прогнозировании уровней заряда элементов LFP.

Заключение

Выбор между призматическими и цилиндрическими ячейками не ограничивается формой. Соображения включают размер, соединения и выходную мощность, соответствующие различным приложениям и будущим тенденциям в аккумуляторных технологиях. Поскольку поиск более эффективных и устойчивых энергетических решений продолжается, конкуренция между этими двумя типами элементов способствует развитию инноваций с батарейным питанием. По совпадению ACE предлагает как призматические, так и цилиндрические батареи. Если вам интересно, вы можете попробовать их.