ประเภทของแบตเตอรี่ลิเธียม: รูปแบบเซลล์ลิเธียม

เซลล์ลิเธียมทรงกระบอก

ตามที่อนุมานได้ง่าย ๆ เซลล์ทรงกระบอกมีรูปร่างเป็นทรงกระบอก ใช้กันมากที่สุด และเป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่ผลิตจำนวนมาก สามารถมีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างๆ ได้ โดยทั่วไปคือ 1865 โดยที่เลข 18 ระบุเส้นผ่านศูนย์กลาง (18 มม.) และเลข 65 ระบุความยาว (65 มม.) อย่างไรก็ตาม ยังมีรูปแบบอื่นๆ อีก เช่น 2170 หรืออีกครั้ง ที่เทสลานำมาใช้ล่าสุด ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกแบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า โดย 4680 ใช้เป็นพลังงานของเทสลารุ่น Y นอกจากผู้ผลิตรถยนต์บางรายแล้ว ที่ได้เลือกนี้ เซลล์ทรงกระบอกเป็นประจำ ใช้ในชุดแบตเตอรี่ขนาดกลาง-เล็กเช่นใน ไมโครโมบิลิตี้ (จักรยาน สกูตเตอร์ และมอเตอร์สกูตเตอร์), เครื่องมือพกพา อุปกรณ์การแพทย์, และอื่น ๆ

เซลล์กระเป๋าลิเทียม

เซลล์ลิเธียมประเภทนี้ถูกเรียกเช่นนี้เนื่องจากมีรูปร่างคล้ายกระเป๋า มีการออกแบบให้มีน้ำหนักเบา และเนื่องจากไม่มีความทนทานโดยกำเนิด จึงต้องใส่การป้องกันพิเศษ เช่น การเพิ่มเฟรมอะลูมิเนียม ในระหว่างการผลิตโมดูลเพื่อให้โครงสร้างมีความทนทาน มีหลายขนาดที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ตามความต้องการของผู้ผลิต เซลล์เหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้ใน สมาร์ทโฟน โดรน แล็ปท็อป และ อุตสาหกรรมยานยนต์.

เซลล์ลิเธียมแบบแท่งปริซึม

เซลล์ลิเธียมแบบแท่งปริซึมมีโครงสี่เหลี่ยมทึบทำจากอะลูมิเนียมหรือวัสดุพลาสติกที่แข็งแรงมาก ส่วนประกอบภายในเป็นชั้นๆ พวกมันมาในขนาดต่างๆ กัน มีหลายรูปแบบขึ้นอยู่กับขอบเขตของการใช้งาน ส่วนประกอบแต่ละชิ้นสามารถเข้าถึงความจุสูงได้ เนื่องจากโครงสร้าง เซลล์ปริมาติกจึงเหมาะที่สุดสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับเครื่องจักรและ อุตสาหกรรมยานยนต์อุตสาหกรรมหรือ การจัดเก็บพลังงาน ภาคส่วนซึ่งปกติแล้วทั้งหมดต้องการความจุปานกลางถึงสูง

ข้อดีและข้อเสียของ เซลล์ชนิดต่างๆ ได้มีการพูดคุยกันแล้ว แต่น้อยคนนักที่จะสอบถามเกี่ยวกับกระบวนการผลิตเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและวิธีการทำงาน

แม้ว่าเซลล์หลายประเภทที่ประกอบกันเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมจะดูแตกต่างกันมากเมื่อมองจากภายนอก แต่ก็น่าประหลาดใจที่ได้รู้ว่าภายในของพวกมันมีความคล้ายคลึงกันมากเพียงใด ในตอนนี้ เราจะสำรวจรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการผลิตและการประกอบเซลล์แบตเตอรี่ประเภทต่างๆ


เปรียบเทียบเทคนิค

เซลล์ทรงกระบอกมักจะผลิตในรูปแบบมาตรฐานในแง่ของขนาด ขนาดทั่วไปหนึ่งขนาดคือ ประเภท 18650 (เส้นผ่านศูนย์กลาง 18 มม. สูง 65 มม.). ประเภทนี้มีมวลรวมประมาณ 45 กรัม และรองรับความจุได้ประมาณ 1.2 ถึง 3 Ah ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้

เซลล์กระเป๋ามีโครงสร้างที่อ่อนนุ่มซึ่งต้องใช้โครงสร้างรองรับกับเซลล์เหล่านี้ นอกจากนี้ ไม่ควรวางเซลล์ใกล้กับขอบที่แหลมคม ช่วงความจุเซลล์โดยประมาณคือ 2.5-8 Ah และน้ำหนักโดยประมาณคือ 75-225 กรัม

เซลล์แบบปริซึมผลิตขึ้นโดยมีความจุตั้งแต่ Ah หลายตัวสำหรับแล็ปท็อปและโทรศัพท์มือถือ ไปจนถึงหลายร้อย Ah ที่ออกแบบมาสำหรับ แอพพลิเคชั่น EV. ช่วงน้ำหนักอยู่ที่ 0.8-5.2 กก.


เซลล์แท่งปริซึมเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับแบตเตอรี่รถยก

ความแตกต่างของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในปัจจุบันทำให้ลูกค้าสามารถเลือกรูปแบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานของตนได้ ดังนั้นเซลล์ลิเธียมปริซึมเป็นเทคโนโลยีที่ต้องการสำหรับอุปกรณ์จัดการวัสดุ (MHE):

ความจุเล็กน้อยหลายร้อย Ah เทคโนโลยีนี้ให้อัตราส่วนพลังงานและพลังงานที่ดีที่สุดต่อหน่วยปริมาตร นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในแบตเตอรี่ความจุสูง กระแสไฟสูงและค่อนข้างต่ำที่ใช้ใน MHE

การใช้พื้นที่แพ็คที่มีอยู่ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ไม่มีช่องว่างระหว่างเซลล์ ซึ่งช่วยให้มีความจุสูงสุดสำหรับก้อนแบตเตอรี่ และยังมีพื้นที่เพียงพอเพื่อรองรับน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นตามต้องการ การปิดผนึก เครื่องทำความร้อน ที่ชาร์จภายใน หรือการอัพเกรดแบตเตอรี่อื่นๆ ภายในพื้นที่จำกัดของช่องใส่แบตเตอรี่

หน้าสัมผัสมีความแข็งแรงเพียงพอสำหรับการเชื่อมต่อบัสบาร์ที่เชื่อถือได้ นี่เป็นปัจจัยด้านความปลอดภัยที่สำคัญอย่างยิ่งกับการทำงานที่มีการสั่นสะเทือนสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรถยกประเภทยางกันกระแทก

น้ำหนักแบตเตอรี่ที่ยืดหยุ่น น้ำหนักแพ็ค LIB ไม่ได้เป็นข้อจำกัดสำหรับ MHE ส่วนใหญ่ในแง่ของช่วงต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง (ต่างจาก EVs สำหรับผู้โดยสาร) รถยกส่วนใหญ่ทำงานใกล้กับสถานีชาร์จ และแบตเตอรี่มักถูกออกแบบให้เป็นเครื่องถ่วงน้ำหนัก


การวางซ้อนกันของแต่ละแผ่น

วิธีการแก้ปัญหานี้เกี่ยวข้องกับการตัดแผ่นแอโนด แคโทด และแผ่นคั่นทีละแผ่น โดยใช้แขนกลสำหรับแต่ละแผ่น แล้ววางซ้อนทับกันจนกว่าจะสร้างเซลล์ลิเธียมทั้งหมด

อย่างไรก็ตาม เทคนิคการก่อสร้างอีกสองแบบส่งผลให้แผ่นงานแผ่นเดียวสามารถม้วนเข้ากับตัวมันเองได้หลายวิธี


ขั้นตอนการพับตัว Z

วิธีการพับที่เรียกว่า Z-folding จะเห็นขั้วบวกและแคโทดถูกตัดเป็นแผ่น ในขณะที่ตัวคั่นยังคงต่อเนื่องกัน ในกรณีนี้ แผ่นแอโนดและแคโทดจะถูกตัดก่อน จากนั้นจึงใส่เข้าไปในตัวคั่น ซึ่งเป็นการม้วนต่อเนื่องซึ่งทำให้อิเล็กโทรดทั้งสองแยกจากกันโดยใช้กระบวนการ Z-folding

กระบวนการรีด

กระบวนการกลิ้งประกอบด้วยการม้วนวัสดุสี่แผ่นเข้าด้วยกัน ขั้นแรกให้วางซ้อนทับกัน (แผ่นแอโนด + แผ่นคั่น + แผ่นแคโทด + แผ่นคั่น) จากนั้นจึงม้วนลงบนฐานทรงกระบอกหรือทรงรีเพื่อให้ได้รูปทรงปกติของแท่งปริซึมหรือทรงกระบอก กรณีเซลล์

ดังที่ได้แสดงไว้แล้ว วิธีการประกอบอาจแตกต่างกัน แต่ส่วนประกอบของเซลล์แบตเตอรี่ยังคงเหมือนเดิม ในภาพกระบวนการประกอบต่างๆ จะเห็นว่าแอโนดมีสีน้ำตาลพื้นฐานอย่างไร เนื่องจากการเคลือบถูกเคลือบไว้บนชั้นบางๆ ของทองแดง จากนั้นจึงมาถึงตัวแยกพลาสติกหรือเซรามิก และสุดท้ายคือแคโทดซึ่งมีสีเทาเนื่องจากถูกสะสมไว้บนชั้นของอะลูมิเนียม