Tipos de baterias de lítio: Formato de Célula de Lítio
Células de lítio cilíndricas
Como pode ser facilmente inferido, as células cilíndricas são cilíndricas, são as mais comumente usado e estavam entre os primeiros a serem produzidos em massa. Podem ter diferentes diâmetros, sendo o mais comum o 1865, onde o número 18 indica o diâmetro (18 mm) e o número 65 indica o comprimento (65 mm). Existem, no entanto, outros formatos, como o 2170 ou, novamente, o mais recentemente adotado pela Tesla, pioneira das baterias de lítio para carros elétricos, com o seu 4680 usado para alimentar o Tesla Model Y. Além de alguns fabricantes de automóveis que fizeram essa escolha, as células cilíndricas são rotineiramente usado em baterias médias-pequenaspor exemplo em micro mobilidade (bicicletas, scooters e motonetas), ferramentas portáteis, dispositivos médicos, E assim por diante.
Células de bolsa de lítio
Esses tipos de célula de lítio são assim chamados por causa de sua forma de bolsa. Possuem design leve e, como não possuem robustez inerente, proteções especiais, como adição de esquadrias de alumínio, devem ser inseridas durante a produção do módulo para conferir robustez estrutural a eles. Eles vêm em vários tamanhos que podem ser modificados de acordo com os requisitos do fabricante. Estas células são usadas principalmente em smartphones, drones, laptops e os votos de indústria automobilística.
Células prismáticas de lítio
As células prismáticas de lítio têm um invólucro retangular sólido feito de alumínio ou de um material plástico muito forte. Os componentes internos são em camadas. Eles vêm em tamanhos diferentes, com uma variedade de formatos, dependendo do campo de aplicação. Seus componentes individuais podem atingir uma alta capacidade. Devido à sua estrutura, as células prismáticas são mais adequadas para a produção de baterias de lítio para máquinas e indústria de veículos industriais, Ou o armazenamento de energia setor, todos os quais normalmente requerem capacidades médias-altas.
As vantagens e desvantagens do vários tipos de células já foram discutidos, mas poucas pessoas perguntam sobre o processo de produção de células de bateria de íon-lítio e como ele funciona.
Embora os muitos tipos de células que compõem uma bateria de lítio pareçam muito diferentes uns dos outros quando vistos de fora, é surpreendente saber como seus interiores realmente são semelhantes. Os diferentes tipos de produção e montagem de células de bateria serão agora explorados com mais detalhes.
Comparação técnica
Células cilíndricas são geralmente produzidas em modelos padrão em termos de tamanho. Um tamanho comum é o Tipo 18650 (18 mm de diâmetro, 65 mm de altura). Esse tipo tem massa total de cerca de 45 gramas e pode suportar uma capacidade de cerca de 1.2 a 3 Ah, dependendo da tecnologia empregada.
As células tipo bolsa têm uma construção macia que requer o uso de uma estrutura de suporte com essas células. Além disso, a célula não deve ser colocada perto de bordas afiadas. A faixa de capacidade aproximada da célula é de 2.5-8 Ah e o peso aproximado é de 75-225 g.
As células prismáticas são fabricadas com capacidade variando de vários Ah direcionados para laptops e celulares até centenas de Ah projetados para aplicações EV. A faixa de peso é de 0.8-5.2 kg.
As células prismáticas são a melhor escolha para baterias de empilhadeira
As diferenças na tecnologia de baterias hoje permitem que os clientes escolham a melhor opção para suas aplicações. Assim, as células prismáticas de lítio são a tecnologia preferida para equipamentos de manuseio de materiais (MHE):
Centenas de Ah capacidade nominal. A tecnologia fornece a melhor relação de potência e energia por unidade de volume. Isso é especialmente importante nas baterias de alta capacidade, alta corrente e tensão relativamente baixa usadas em MHE.
Utilização otimizada do espaço disponível no pacote. Não há cavidades de espaço entre as células. Isso permite a capacidade máxima da bateria e ainda tem espaço suficiente para acomodar o peso extra necessário, vedação, aquecedor, carregador interno ou outras atualizações de bateria dentro da área limitada do compartimento da bateria.
Os contatos são fortes o suficiente para uma conexão confiável de barramentos. Este é um fator de segurança extremamente importante com operações de alta vibração, especialmente em empilhadeiras com pneus almofadados.
Peso flexível da bateria. O peso do pacote LIB não é uma limitação para a maioria dos MHE em termos de alcance por um carregamento (ao contrário dos EVs de passageiros). As empilhadeiras operam principalmente perto de suas estações de carregamento e suas baterias geralmente são projetadas como um contrapeso.
Empilhamento de folhas individuais
Essa solução envolve cortar as folhas de ânodo, cátodo e separador individualmente, usando um braço robótico para cada uma, e depois empilhá-las umas sobre as outras até que toda a célula de lítio seja criada.
As outras duas técnicas de construção, no entanto, resultam em uma única folha que pode ser enrolada sobre si mesma de várias maneiras.
processo de dobragem em Z
O método de dobramento conhecido como dobragem em Z vê os ânodos e cátodos cortados em folhas, enquanto o separador permanece contínuo. Nesse caso, as folhas de ânodo e cátodo são primeiro cortadas e depois inseridas no separador, um rolo contínuo que mantém os dois eletrodos separados por meio de um processo de dobra em Z.
Processo de laminação
O processo de laminação consiste em laminar quatro folhas de material juntas, primeiro empilhadas umas sobre as outras (folha de anodo + separador + folha de catodo + separador) e depois enroladas em uma base cilíndrica ou ovóide para dar a forma típica do prismático ou cilíndrico caixa celular.
Como já foi ilustrado, os métodos de montagem podem ser diferentes, mas a composição da célula da bateria permanece a mesma. Nas imagens dos vários processos de montagem pode-se observar como o ânodo tem uma cor castanha básica, pois o revestimento é depositado sobre uma fina camada de cobre. Depois vem o separador de plástico ou cerâmica e, finalmente, o cátodo, que é de cor cinza, pois é depositado sobre uma camada de alumínio.