リチウム電池の種類: リチウム電池フォーマット

円筒形リチウム電池

容易に推測できるように、円筒セルは円筒形であり、 最も一般的に使用される 最初に大量生産された製品の 1865 つです。 さまざまな直径を持つことができますが、最も一般的なのは 18 で、数字の 18 は直径 (65 mm) を示し、数字の 65 は長さ (2170 mm) を示します。 ただし、4680 や、電気自動車用リチウム電池のパイオニアであるテスラが最近採用した形式の XNUMX がテスラ モデル Y の電源として使用されているなど、他の形式もあります。いくつかの自動車メーカーは別として、この選択をした人は、円筒形の細胞が日常的に 中小型バッテリーパックに使用、例えば マイクロモビリティ (自転車、スクーター、モーター スクーター)、 携帯工具、医療機器、などなど。

リチウムポーチセル

これらのタイプのリチウム電池は、その袋のような形状からそう呼ばれています。 それらは軽量設計であり、固有の堅牢性がないため、モジュールの製造中にアルミニウムフレームの追加などの特別な保護を挿入して、構造上の堅牢性を確保する必要があります。 さまざまなサイズがあり、メーカーの要件に応じて変更できます。 これらの細胞は主に スマートフォン、ドローン、ラップトップ自動車産業.

角形リチウム電池

プリズム型リチウム電池は、アルミニウムまたは非常に強力なプラスチック材料で作られた頑丈な長方形のケーシングを備えています。 内部コンポーネントは階層化されています。 さまざまなサイズがあり、アプリケーションの分野に応じてさまざまな形式があります。 それらの個々のコンポーネントは、大容量に達する可能性があります。 角形セルは、その構造上、機械や機械用のリチウム電池の製造に最適です。 産業車両産業、または エネルギー貯蔵 通常、これらはすべて中~高容量を必要とします。

の利点と欠点 さまざまな細胞タイプ すでに議論されていますが、リチウムイオン電池セルの製造プロセスとその仕組みについて問い合わせる人はほとんどいません。

リチウム電池を構成する多くの種類のセルは、外から見ると非常に異なって見えますが、内部が実際にどれほど似ているかを知ることは驚くべきことです。 さまざまなタイプのバッテリーセルの製造と組み立てについて、さらに詳しく説明します。


技術的比較

円筒形セルは通常、サイズの点で標準的なモデルで製造されます。 一般的なサイズの XNUMX つは、 18650型(直径18mm、高さ65mm). このタイプの総質量は約 45 グラムで、採用されている技術に応じて約 1.2 ~ 3 Ah の容量をサポートできます。

パウチセルは、これらのセルでサポート構造を使用する必要がある柔らかい構造になっています。 さらに、セルは鋭いエッジの近くに配置しないでください。 おおよそのセル容量範囲は 2.5 ~ 8 Ah、おおよその重量は 75 ~ 225 g です。

角柱セルは、ラップトップや携帯電話を対象とした数 Ah から、数百 Ah の範囲の容量で製造されています。 EVアプリケーション. 重量範囲は0.8~5.2kgです。


プリズマティックセルはフォークリフトバッテリーに最適です

今日のバッテリー技術の違いにより、お客様はアプリケーションに最適なものを選択できます。 したがって、リチウムプリズムセルは、マテリアルハンドリング機器(MHE)に適した技術です。

数百 Ah 公称容量。 この技術は、体積単位あたりの電力とエネルギーの最適な比率を提供します。 これは、MHE で使用される大容量、大電流、および比較的低電圧のバッテリーでは特に重要です。

利用可能なパックスペースの最適利用。 細胞間に空洞はありません。 これにより、バッテリーパックの最大容量が可能になり、バッテリーコンパートメントの限られた領域内で、必要な追加の重量、シーリング、ヒーター、内部充電器、またはその他のバッテリーのアップグレードに対応するのに十分なスペースが確保されます。

コンタクトは、信頼性の高いバスバー接続に十分な強度があります。 これは、特にクッション タイヤ タイプのリフト トラックにおいて、振動の多い運転では非常に重要な安全要素です。

柔軟なバッテリー重量。 LIB パックの重量は、XNUMX 回の充電での航続距離という点で、ほとんどの MHE の制限ではありません (乗用車の EV とは異なります)。 フォークリフトは主に充電ステーションの近くで稼働し、そのバッテリーは多くの場合カウンターウェイトとして設計されています。


個々のシートの積み重ね

このソリューションでは、アノード、カソード、セパレータ シートを個別に切断し、それぞれにロボット アームを使用して、リチウム セル全体が作成されるまでそれらを積み重ねます。

ただし、他の XNUMX つの構築技術では、さまざまな方法でそれ自体に巻くことができる単一のシートが得られます。


Z折り工程

Z 折りとして知られる折り畳み方法では、アノードとカソードがシートに切断されますが、セパレータは連続したままです。 この場合、アノードとカソードのシートは最初に切断され、次に Z 折りプロセスによって XNUMX つの電極を別々に保つ連続ロールであるセパレーターに挿入されます。

圧延工程

圧延プロセスは、材料の XNUMX 枚のシートを一緒に圧延することで構成され、最初に互いの上に積み重ねられ (アノード シート + セパレータ + カソード シート + セパレータ)、次に円筒形または卵形のベース上に圧延されて、角柱または円筒形の典型的な形状が得られます。セルケース。

すでに説明したように、組み立て方法は異なる場合がありますが、バッテリーセルの構成は同じままです。 さまざまな組み立てプロセスの画像では、コーティングが銅の薄い層に堆積されているため、アノードが基本的な茶色をしている様子を見ることができます。 次に、プラスチックまたはセラミックのセパレーター、そして最後に、アルミニウムの層に蒸着されているため、色が灰色のカソードがあります。