Soorten lithiumbatterijen: Lithium celformaat
Cilindrische lithiumcellen
Zoals gemakkelijk kan worden afgeleid, zijn cilindrische cellen cilindervormig meest gebruikt en behoorden tot de eersten die in massa werden geproduceerd. Ze kunnen verschillende diameters hebben, de meest voorkomende is de 1865, waarbij het nummer 18 de diameter aangeeft (18 mm) en het nummer 65 de lengte aangeeft (65 mm). Er zijn echter ook andere formaten, zoals de 2170 of, nogmaals, de meest recentelijk overgenomen door Tesla, de pionier van lithiumbatterijen voor elektrische auto's, met zijn 4680 die wordt gebruikt om de Tesla Model Y van stroom te voorzien. Afgezien van enkele autofabrikanten die deze keuze hebben gemaakt, zijn cilindrische cellen routinematig gebruikt in medium-kleine batterijpakkettenbijvoorbeeld in micro-mobiliteit (fietsen, scooters en scooters), draagbare gereedschappen, medische hulpmiddelen, Enzovoort.
Lithium-zakjescellen
Deze typen lithiumcellen worden zo genoemd vanwege hun zakachtige vorm. Ze hebben een lichtgewicht ontwerp en omdat ze geen inherente robuustheid hebben, moeten tijdens de productie van de module speciale beschermingen, zoals de toevoeging van aluminium frames, worden geplaatst om ze structurele robuustheid te geven. Ze zijn er in verschillende maten die kunnen worden aangepast aan de eisen van de fabrikant. Deze cellen worden voornamelijk gebruikt in smartphones, drones, laptops en auto industrie.
Prismatische lithiumcellen
Prismatische lithiumcellen hebben een stevige rechthoekige behuizing van aluminium of van zeer sterke kunststof. De interne componenten zijn gelaagd. Ze zijn er in verschillende maten, met verschillende formaten, afhankelijk van het toepassingsgebied. Hun afzonderlijke componenten kunnen een hoge capaciteit bereiken. Vanwege hun structuur zijn prismatische cellen het meest geschikt voor de productie van lithiumbatterijen voor machines en apparaten industrie voor industriële voertuigenOf de energie opslag sector, die allemaal normaal gesproken een middelhoge capaciteit vereisen.
De voor- en nadelen van de verschillende celtypen zijn al besproken, maar weinig mensen vragen ooit naar het productieproces van lithium-ionbatterijcellen en hoe het werkt.
Hoewel de vele celtypes waaruit een lithiumbatterij bestaat heel verschillend van elkaar lijken als ze van buitenaf worden bekeken, is het verbazingwekkend om te zien hoe vergelijkbaar hun interieur eigenlijk is. De verschillende soorten productie en assemblage van batterijcellen zullen nu in meer detail worden onderzocht.
Technische Vergelijking
Cilindrische cellen worden qua maat meestal geproduceerd in standaardmodellen. Een veel voorkomende maat is de 18650 type (18 mm diameter, 65 mm hoogte). Dit type heeft een totale massa van ongeveer 45 gram en kan een capaciteit ondersteunen van ongeveer 1.2 tot 3 Ah, afhankelijk van de gebruikte technologie.
Pouch-cellen hebben een zachte constructie die het gebruik van een ondersteunende structuur vereist bij deze cellen. Bovendien mag de cel niet in de buurt van scherpe randen worden geplaatst. Het geschatte bereik van de celcapaciteit is 2.5-8 Ah en het geschatte gewicht is 75-225 g.
Prismatische cellen worden vervaardigd met een capaciteit variërend van enkele Ah bedoeld voor laptops en mobiele telefoons tot honderden Ah ontworpen voor EV toepassingen. Het gewichtsbereik is 0.8-5.2 kg.
Prismatische cellen zijn de beste keuze voor heftruckbatterijen
Door de verschillen in batterijtechnologie kunnen klanten tegenwoordig de beste oplossing voor hun toepassingen kiezen. Zo zijn lithiumprismatische cellen de voorkeurstechnologie voor materiaalbehandelingsapparatuur (MHE):
Honderden Ah nominale capaciteit. De technologie zorgt voor de beste verhouding tussen vermogen en energie per volume-eenheid. Dit is vooral belangrijk bij de batterijen met hoge capaciteit, hoge stroomsterkte en relatief lage spanning die in MHE worden gebruikt.
Optimale benutting van de beschikbare pakruimte. Er zijn geen holtes tussen de cellen. Dit zorgt voor een maximale capaciteit van het batterijpakket en er is nog steeds voldoende ruimte voor vereist extra gewicht, afdichting, verwarming, interne oplader of andere batterij-upgrades binnen het beperkte gebied van het batterijcompartiment.
De contacten zijn sterk genoeg voor een betrouwbare railverbinding. Dit is een enorm belangrijke veiligheidsfactor bij werkzaamheden met veel trillingen, vooral bij heftrucks met schokdempende banden.
Flexibel batterijgewicht. Het LIB-pakketgewicht is geen beperking voor de meeste MHE's in termen van het bereik per oplaadbeurt (in tegenstelling tot EV's voor passagiers). Vorkheftrucks werken meestal in de buurt van hun laadstations en hun batterijen zijn vaak ontworpen als contragewicht.
Stapelen van losse vellen
Bij deze oplossing worden de anode-, kathode- en scheidingsvellen afzonderlijk gesneden, met behulp van een robotarm voor elk, en vervolgens op elkaar gestapeld totdat de volledige lithiumcel is gemaakt.
De andere twee constructietechnieken resulteren echter in een enkele plaat die op verschillende manieren op zichzelf gerold kan worden.
Z-vouwproces
Bij de vouwmethode die bekend staat als Z-vouwen worden de anoden en kathoden in vellen gesneden, terwijl de separator continu blijft. In dit geval worden de anode- en kathodevellen eerst gesneden en vervolgens in de separator gestoken, een continue rol die de twee elektroden gescheiden houdt door middel van een Z-vouwproces.
Rollend proces
Het walsproces bestaat uit het samenrollen van vier vellen materiaal, eerst op elkaar gestapeld (anodevel + separator + kathodevel + separator), en vervolgens op een cilindrische of eivormige basis gerold om de typische vorm van de prismatische of cilindrische vorm te geven. mobiele zaak.
Zoals al is geïllustreerd, kunnen de montagemethoden verschillen, maar de samenstelling van de batterijcellen blijft hetzelfde. Op de afbeeldingen van de verschillende assemblageprocessen is te zien hoe de anode een bruine basiskleur heeft, doordat de coating op een dun laagje koper is aangebracht. Dan komt de plastic of keramische separator en tot slot de kathode, die grijs van kleur is omdat hij op een laag aluminium is afgezet.