Postoje tri glavne vrstelitij-ionske baterije(li-ion): cilindrične ćelije, prizmatične ćelije i vrećice.U industriji električnih vozila razvoj koji najviše obećava vrti se oko cilindričnih i prizmatičnih ćelija.Iako je cilindrični format baterije najpopularniji posljednjih godina, nekoliko čimbenika sugerira da bi prizmatične ćelije mogle preuzeti primat.

Što suPrizmatične ćelije

Aprizmatična ćelijaje stanica čija je kemija zatvorena u kruto kućište.Njegov pravokutni oblik omogućuje učinkovito slaganje više jedinica u baterijski modul.Postoje dvije vrste prizmatičnih ćelija: listovi elektroda unutar kućišta (anoda, separator, katoda) su ili složeni ili smotani i spljošteni.

Za isti volumen, naslagane prizmatične ćelije mogu osloboditi više energije odjednom, nudeći bolje performanse, dok spljoštene prizmatične ćelije sadrže više energije, nudeći veću trajnost.

Prizmatične ćelije se uglavnom koriste u sustavima za pohranu energije i električnim vozilima.Njihova veća veličina čini ih lošim kandidatima za manje uređaje poput e-bicikala i mobitela.Stoga su prikladniji za energetski intenzivne primjene.

Što su cilindrične ćelije

Acilindrična ćelijaje ćelija zatvorena u krutu cilindričnu limenku.Cilindrične ćelije su male i okrugle, što ih omogućuje slaganje u uređaje svih veličina.Za razliku od drugih formata baterija, njihov oblik sprječava bubrenje, neželjenu pojavu kod baterija gdje se plinovi nakupljaju u kućištu.

Cilindrične ćelije prvo su korištene u prijenosnim računalima, koje su sadržavale između tri i devet ćelija.Zatim su stekli na popularnosti kada ih je Tesla upotrijebio u svojim prvim električnim vozilima (Roadster i Model S), koja su sadržavala između 6000 i 9000 ćelija.

Cilindrične ćelije također se koriste u e-biciklima, medicinskim uređajima i satelitima.Oni su također bitni u istraživanju svemira zbog svog oblika;drugi formati ćelija bili bi deformirani zbog atmosferskog tlaka.Posljednji Rover poslan na Mars, na primjer, radi pomoću cilindričnih ćelija.Električni trkaći automobili Formule E visokih performansi koriste potpuno iste ćelije kao rover u svojoj bateriji.

Glavne razlike između prizmatičnih i cilindričnih ćelija

Oblik nije jedino po čemu se razlikuju prizmatične i cilindrične stanice.Ostale važne razlike uključuju njihovu veličinu, broj električnih priključaka i izlaznu snagu.

Veličina

Prizmatične stanice su puno veće od cilindričnih stanica i stoga sadrže više energije po stanici.Da bismo dobili grubu ideju o razlici, jedna prizmatična ćelija može sadržavati istu količinu energije kao 20 do 100 cilindričnih ćelija.Manja veličina cilindričnih ćelija znači da se mogu koristiti za aplikacije koje zahtijevaju manje energije.Kao rezultat toga, koriste se za širi raspon primjena.

Veze

Budući da su prizmatične ćelije veće od cilindričnih stanica, potrebno je manje ćelija da bi se postigla ista količina energije.To znači da za isti volumen, baterije koje koriste prizmatične ćelije imaju manje električnih priključaka koje je potrebno zavariti.Ovo je velika prednost za prizmatične ćelije jer postoji manje mogućnosti za proizvodne greške.

Vlast

Cilindrične ćelije mogu pohraniti manje energije od prizmatičnih ćelija, ali imaju veću snagu.To znači da cilindrične ćelije mogu isprazniti svoju energiju brže od prizmatičnih ćelija.Razlog je što imaju više veza po amp-satu (Ah).Kao rezultat toga, cilindrične ćelije su idealne za aplikacije visokih performansi, dok su prizmatične ćelije idealne za optimizaciju energetske učinkovitosti.

Primjeri primjene baterija visokih performansi uključuju trkaće automobile Formule E i helikopter Ingenuity na Marsu.Oba zahtijevaju ekstremne performanse u ekstremnim okruženjima.

Zašto bi prizmatične stanice mogle preuzeti primat

Industrija električnih vozila brzo se razvija i neizvjesno je hoće li prevladati prizmatične ili cilindrične ćelije.Trenutno su cilindrične ćelije raširenije u industriji električnih vozila, ali postoje razlozi za mišljenje da će prizmatične ćelije dobiti na popularnosti.

Prvo, prizmatične ćelije nude priliku za smanjenje troškova smanjenjem broja koraka u proizvodnji.Njihov format omogućuje izradu većih ćelija, čime se smanjuje broj električnih spojeva koje je potrebno čistiti i variti.

Prizmatične baterije također su idealan format za kemiju litij-željezo fosfat (LFP), mješavinu materijala koji su jeftiniji i pristupačniji.Za razliku od drugih kemikalija, LFP baterije koriste resurse koji su posvuda na planetu.Ne zahtijevaju rijetke i skupe materijale poput nikla i kobalta koji povećavaju cijenu drugih vrsta ćelija.

Postoje snažni signali da se pojavljuju LFP prizmatične stanice.U Aziji proizvođači električnih vozila već koriste LiFePO4 baterije, vrstu LFP baterije u prizmatičnom formatu.Tesla je također izjavio da je počeo koristiti prizmatične baterije proizvedene u Kini za standardne verzije svojih automobila.

Međutim, LFP kemija ima važne nedostatke.Kao prvo, sadrži manje energije od drugih kemikalija koje su trenutno u uporabi i, kao takav, ne može se koristiti za vozila visokih performansi poput električnih automobila Formule 1.Osim toga, sustavi upravljanja baterijom (BMS) teško mogu predvidjeti razinu napunjenosti baterije.

Možete pogledati ovaj video kako biste saznali više oLFPkemije i zašto dobiva na popularnosti.