Τύποι μπαταριών λιθίου: Μορφή κυψελών λιθίου

Κυλινδρικά κύτταρα λιθίου

Όπως μπορεί εύκολα να συναχθεί, τα κυλινδρικά κελιά έχουν σχήμα κυλίνδρου χρησιμοποιείται συνήθως και ήταν από τα πρώτα που παρήχθησαν μαζικά. Μπορούν να έχουν διαφορετικές διαμέτρους, η πιο κοινή είναι η 1865, όπου ο αριθμός 18 δείχνει τη διάμετρο (18 mm) και ο αριθμός 65 το μήκος (65 mm). Υπάρχουν, ωστόσο, άλλες μορφές, όπως το 2170 ή, πάλι, αυτό που υιοθετήθηκε πιο πρόσφατα από την Tesla, τον πρωτοπόρο των μπαταριών λιθίου για ηλεκτρικά αυτοκίνητα, με το 4680 που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του Tesla Model Y. Εκτός από μερικούς κατασκευαστές αυτοκινήτων που έχουν κάνει αυτή την επιλογή, τα κυλινδρικά κελιά είναι συνήθως χρησιμοποιείται σε μεσαίες-μικρές μπαταρίες, π.χ. σε μικρο-κινητικότητα (ποδήλατα, σκούτερ και μηχανοκίνητα σκούτερ), φορητά εργαλεία, ιατρικές συσκευές, και ούτω καθεξής.

Κυψέλες θήκης λιθίου

Αυτοί οι τύποι κυψελών λιθίου ονομάζονται έτσι λόγω του σχήματος που μοιάζει με σάκο. Έχουν ελαφρύ σχεδιασμό και, καθώς δεν έχουν εγγενή στιβαρότητα, πρέπει να εισαχθούν ειδικές προστασίες, όπως η προσθήκη κουφωμάτων αλουμινίου, κατά την παραγωγή της μονάδας για να τους προσδώσουν δομική στιβαρότητα. Διατίθενται σε διάφορα μεγέθη τα οποία μπορούν να τροποποιηθούν σύμφωνα με τις απαιτήσεις του κατασκευαστή. Αυτά τα κύτταρα χρησιμοποιούνται κυρίως σε smartphone, drones, φορητούς υπολογιστές και την Αυτοκινητοβιομηχανία.

Πρισματικά κύτταρα λιθίου

Οι πρισματικές κυψέλες λιθίου έχουν ένα συμπαγές ορθογώνιο περίβλημα από αλουμίνιο ή από πολύ ισχυρό πλαστικό υλικό. Τα εσωτερικά εξαρτήματα είναι στρωμένα. Διατίθενται σε διάφορα μεγέθη, με ποικιλία μορφών ανάλογα με το πεδίο εφαρμογής. Τα μεμονωμένα εξαρτήματά τους μπορούν να φτάσουν σε υψηλή χωρητικότητα. Λόγω της δομής τους, τα πρισματικά κύτταρα είναι τα πλέον κατάλληλα για την παραγωγή μπαταριών λιθίου για μηχανήματα και βιομηχανία βιομηχανικών οχημάτων, Ή η αποθήκευσης ενέργειας τομέα, οι οποίοι συνήθως απαιτούν μεσαία-υψηλή παραγωγική ικανότητα.

Τα οφέλη και τα μειονεκτήματα του διάφορους τύπους κυττάρων έχουν ήδη συζητηθεί, αλλά λίγοι άνθρωποι ρωτούν ποτέ για τη διαδικασία παραγωγής κυψελών μπαταρίας ιόντων λιθίου και πώς λειτουργεί.

Αν και οι πολλοί τύποι κυψελών που συνθέτουν μια μπαταρία λιθίου φαίνονται πολύ διαφορετικοί μεταξύ τους όταν τους βλέπουμε από έξω, είναι εκπληκτικό να μαθαίνουμε πόσο παρόμοια είναι στην πραγματικότητα το εσωτερικό τους. Οι διαφορετικοί τύποι παραγωγής και συναρμολόγησης στοιχείων μπαταρίας θα διερευνηθούν τώρα με περισσότερες λεπτομέρειες.


Τεχνικά Σύγκριση

Οι κυλινδρικές κυψέλες παράγονται συνήθως σε τυπικά μοντέλα όσον αφορά το μέγεθος. Ένα κοινό μέγεθος είναι το Τύπος 18650 (διάμετρος 18 mm, ύψος 65 mm). Αυτός ο τύπος έχει συνολική μάζα περίπου 45 γραμμάρια και μπορεί να υποστηρίξει χωρητικότητα περίπου 1.2 έως 3 Ah ανάλογα με την τεχνολογία που χρησιμοποιείται.

Οι κυψέλες θήκης έχουν μαλακή κατασκευή που απαιτεί τη χρήση μιας δομής στήριξης με αυτές τις κυψέλες. Επιπλέον, το κελί δεν πρέπει να τοποθετείται κοντά σε αιχμηρές άκρες. Το κατά προσέγγιση εύρος χωρητικότητας κυψέλης είναι 2.5-8 Ah και το κατά προσέγγιση βάρος είναι 75-225 g.

Οι πρισματικές κυψέλες κατασκευάζονται με χωρητικότητα που κυμαίνεται από πολλά Ah που προορίζονται για φορητούς υπολογιστές και κινητά τηλέφωνα έως εκατοντάδες Ah σχεδιασμένα για Εφαρμογές EV. Το εύρος βάρους είναι 0.8-5.2 κιλά.


Τα Prismatic Cells είναι η καλύτερη επιλογή για μπαταρίες περονοφόρου

Οι διαφορές στην τεχνολογία των μπαταριών σήμερα επιτρέπουν στους πελάτες να επιλέξουν την καλύτερη εφαρμογή για τις εφαρμογές τους. Έτσι, οι πρισματικές κυψέλες λιθίου είναι η προτιμώμενη τεχνολογία για εξοπλισμό χειρισμού υλικών (MHE):

Ονομαστική χωρητικότητα εκατοντάδων Ah. Η τεχνολογία παρέχει την καλύτερη αναλογία ισχύος και ενέργειας ανά μονάδα όγκου. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στις μπαταρίες υψηλής χωρητικότητας, υψηλού ρεύματος και σχετικά χαμηλής τάσης που χρησιμοποιούνται στο MHE.

Βέλτιστη αξιοποίηση του διαθέσιμου χώρου συσκευασίας. Δεν υπάρχουν κοιλότητες χώρου μεταξύ των κυττάρων. Αυτό επιτρέπει τη μέγιστη χωρητικότητα για το πακέτο μπαταριών και εξακολουθεί να έχει αρκετό χώρο για να χωρέσει το απαιτούμενο επιπλέον βάρος, στεγανοποίηση, θερμαντήρας, εσωτερικός φορτιστής ή άλλες αναβαθμίσεις μπαταρίας εντός της περιορισμένης περιοχής της θήκης μπαταριών.

Οι επαφές είναι αρκετά ισχυρές για αξιόπιστη σύνδεση ράβδων διαύλου. Αυτός είναι ένας εξαιρετικά σημαντικός παράγοντας ασφάλειας με λειτουργίες υψηλών κραδασμών, ειδικά σε ανυψωτικά οχήματα τύπου μαξιλαριού.

Ευέλικτο βάρος μπαταρίας. Το βάρος του πακέτου LIB δεν αποτελεί περιορισμό για το μεγαλύτερο μέρος του MHE όσον αφορά την εμβέλειά του ανά φόρτιση (σε αντίθεση με τα επιβατικά EV). Τα περονοφόρα ανυψωτικά οχήματα λειτουργούν κυρίως κοντά στους σταθμούς φόρτισής τους και οι μπαταρίες τους κατασκευάζονται συχνά ως αντίβαρο.


Στοίβαξη μεμονωμένων φύλλων

Αυτή η λύση περιλαμβάνει την κοπή των φύλλων ανόδου, καθόδου και διαχωριστή ξεχωριστά, χρησιμοποιώντας έναν ρομποτικό βραχίονα για το καθένα, και στη συνέχεια στοίβαξή τους το ένα πάνω στο άλλο μέχρι να δημιουργηθεί ολόκληρη η κυψέλη λιθίου.

Οι άλλες δύο τεχνικές κατασκευής, ωστόσο, καταλήγουν σε ένα μόνο φύλλο που μπορεί να τυλιχτεί πάνω του με διάφορους τρόπους.


Διαδικασία αναδίπλωσης Z

Η μέθοδος αναδίπλωσης που είναι γνωστή ως αναδίπλωση Z βλέπει τις άνοδους και τις καθόδους να κόβονται σε φύλλα, ενώ ο διαχωριστής παραμένει συνεχής. Σε αυτή την περίπτωση, τα φύλλα ανόδου και καθόδου κόβονται πρώτα και στη συνέχεια εισάγονται στον διαχωριστή, ένα συνεχές ρολό που κρατά τα δύο ηλεκτρόδια χωριστά μέσω μιας διαδικασίας αναδίπλωσης Z.

Διαδικασία κύλισης

Η διαδικασία έλασης αποτελείται από το τύλιγμα τεσσάρων φύλλων υλικού μαζί, πρώτα στοιβαγμένα το ένα πάνω στο άλλο (φύλλο ανόδου + διαχωριστής + φύλλο καθόδου + διαχωριστής) και στη συνέχεια τυλίγονται σε κυλινδρική ή ωοειδή βάση για να δώσουν το τυπικό σχήμα του πρισματικού ή κυλινδρικού θήκη κυττάρων.

Όπως έχει ήδη απεικονιστεί, οι μέθοδοι συναρμολόγησης μπορεί να είναι διαφορετικές, αλλά η σύνθεση της μπαταρίας παραμένει η ίδια. Στις εικόνες των διαφόρων διαδικασιών συναρμολόγησης φαίνεται πώς η άνοδος έχει ένα βασικό καφέ χρώμα, καθώς η επίστρωση εναποτίθεται σε ένα λεπτό στρώμα χαλκού. Έπειτα έρχεται ο πλαστικός ή κεραμικός διαχωριστής και τέλος η κάθοδος, η οποία έχει γκρι χρώμα, αφού εναποτίθεται σε ένα στρώμα αλουμινίου.