리튬 배터리의 종류: 리튬 셀 형식
원통형 리튬 전지
쉽게 짐작할 수 있듯이, 원통형 배터리는 원통 모양이며 가장 흔하게 사용되고 최초로 대량 생산된 배터리 유형 중 하나입니다. 원통형 배터리는 다양한 직경을 가질 수 있는데, 가장 일반적인 것은 1865이며, 여기서 18은 직경(18mm)을, 65는 길이(65mm)를 나타냅니다. 하지만 2170이나 전기차용 리튬 배터리의 선구자인 테슬라가 최근 모델 Y에 사용한 4680과 같은 다른 형태의 배터리도 있습니다. 이러한 원통형 배터리는 몇몇 자동차 제조업체 외에도 마이크로 모빌리티 (자전거, 스쿠터, 모터 스쿠터), 휴대용 공구, 의료 기기 등과 같은 중소형 배터리 팩에 널리 사용됩니다 .
리튬 파우치 셀
이러한 리튬 전지는 주머니 모양 때문에 그런 이름이 붙었습니다. 가벼운 디자인이 특징이며, 본래 내구성이 약하기 때문에 모듈 생산 과정에서 알루미늄 프레임 추가와 같은 특수 보호 장치를 삽입하여 구조적 견고성을 확보해야 합니다. 크기는 다양하며 제조업체의 요구 사항에 따라 맞춤 제작이 가능합니다. 이러한 전지는 주로 스마트폰, 드론, 노트북 및 자동차 산업 에 사용됩니다.
각형 리튬 전지
각형 리튬 전지는 알루미늄 또는 매우 견고한 플라스틱 소재로 만들어진 직사각형 케이스를 가지고 있습니다. 내부 구성 요소는 층층이 쌓여 있습니다. 다양한 크기와 형태로 제공되며, 적용 분야에 따라 다양한 규격이 있습니다. 개별 구성 요소는 높은 용량을 구현할 수 있습니다. 이러한 구조적 특성 때문에 각형 전지는 기계 및 산업용 차량 산업 이나 에너지 저장 분야와 같이 일반적으로 중대용량이 요구되는 리튬 배터리 생산에 가장 적합합니다.
다양한 배터리 셀 유형 의 장단점에 대해서는 이미 논의되었지만, 리튬 이온 배터리 셀의 생산 과정과 작동 원리에 대해 문의하는 사람은 거의 없습니다.
리튬 배터리를 구성하는 많은 셀 유형은 외부에서 볼 때 서로 매우 다르게 보이지만 실제로 내부가 얼마나 유사한지 알면 놀랍습니다. 이제 다양한 유형의 배터리 셀 생산 및 조립에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
기술 비교
원통형 배터리는 일반적으로 표준 크기로 생산됩니다. 가장 일반적인 크기 중 하나는 18650형(지름 18mm, 높이 65mm) 입니다 . 이 유형은 총 질량이 약 45g이며, 사용된 기술에 따라 약 1.2~3Ah의 용량을 지원할 수 있습니다.
파우치 셀은 이러한 셀과 함께 지지 구조를 사용해야 하는 부드러운 구조를 가지고 있습니다. 또한 셀을 날카로운 모서리 근처에 두어서는 안 됩니다. 대략적인 셀 용량 범위는 2.5-8Ah이고 대략적인 무게는 75-225g입니다.
각형 전지는 노트북과 휴대폰용으로 수 Ah 용량부터 전기차용 으로 설계된 수백 Ah 용량까지 다양한 용량으로 제조됩니다 . 무게는 0.8~5.2kg입니다.
각형 셀은 지게차 배터리를 위한 최고의 선택입니다.
오늘날 배터리 기술의 차이점으로 인해 고객은 애플리케이션에 가장 적합한 것을 선택할 수 있습니다. 따라서 리튬 각형 전지는 MHE(자재 취급 장비)에 선호되는 기술입니다.
수백 Ah의 공칭 용량을 자랑합니다. 이 기술은 단위 부피당 최적의 전력 및 에너지 비율을 제공합니다. 이는 특히 전자 장비에 사용되는 고용량, 고전류 및 비교적 저전압 배터리에 매우 중요합니다.
사용 가능한 배터리 팩 공간을 최적으로 활용합니다. 셀 사이에 빈 공간이 없어 배터리 팩의 최대 용량을 확보하면서도 제한된 배터리 칸 내부에 필요한 추가 무게, 밀봉재, 히터, 내부 충전기 또는 기타 배터리 업그레이드를 위한 충분한 공간을 확보할 수 있습니다.
접점은 버스바 연결을 안정적으로 보장할 만큼 충분히 견고합니다. 이는 특히 쿠션 타이어 방식의 지게차와 같이 진동이 심한 작업 환경에서 매우 중요한 안전 요소입니다.
배터리 무게는 유연하게 조절할 수 있습니다. 리튬 이온 배터리 팩의 무게는 대부분의 자재 취급 장비(MHE)에서 1회 충전당 주행 거리에 제한 요소가 되지 않습니다(승용 전기차와는 다릅니다). 지게차는 대부분 충전소 근처에서 운행되며, 배터리는 종종 균형추 역할을 하도록 설계됩니다.
개별 시트 쌓기
이 솔루션은 양극, 음극 및 분리막 시트를 각각 로봇 팔을 사용하여 개별적으로 절단한 다음 전체 리튬 전지가 생성될 때까지 서로의 위에 쌓는 것을 포함합니다.
그러나 다른 두 가지 구성 기술은 다양한 방법으로 자체적으로 말릴 수 있는 단일 시트를 생성합니다.
Z-폴딩 공정
Z-폴딩으로 알려진 폴딩 방법은 분리막이 연속적으로 유지되는 동안 양극과 음극이 시트로 절단되는 것을 봅니다. 이 경우 양극 및 음극 시트를 먼저 절단한 다음 Z-폴딩 공정을 통해 두 개의 전극을 분리된 상태로 유지하는 연속 롤인 분리막에 삽입합니다.
압연 공정
압연 공정은 XNUMX개의 재료 시트를 함께 압연하는 것으로 구성되며, 먼저 서로 위에 쌓인(양극 시트 + 분리막 + 음극 시트 + 분리막) 다음 원통형 또는 난형 베이스 위에 압연하여 프리즘 또는 원통형의 전형적인 모양을 제공합니다. 셀 케이스.
이미 설명한 바와 같이 조립 방법은 다를 수 있지만 배터리 셀 구성은 동일합니다. 다양한 조립 공정의 이미지에서 코팅이 얇은 구리 층에 증착됨에 따라 양극이 어떻게 기본적인 갈색을 띠는지 볼 수 있습니다. 그런 다음 플라스틱 또는 세라믹 분리막이 나오고 마지막으로 알루미늄 층에 증착되기 때문에 회색 색상의 음극이 나옵니다.