Det er tre hovedtyper avlitium-ion-batterier(li-ion): sylindriske celler, prismatiske celler og poseceller.I EV-industrien dreier den mest lovende utviklingen seg rundt sylindriske og prismatiske celler.Mens det sylindriske batteriformatet har vært det mest populære de siste årene, tyder flere faktorer på at prismatiske celler kan ta over.

Hva erPrismatiske celler

ENprismatisk celleer en celle hvis kjemi er innelukket i et stivt hylster.Den rektangulære formen tillater effektiv stabling av flere enheter i en batterimodul.Det er to typer prismatiske celler: elektrodeplatene inne i huset (anode, separator, katode) er enten stablet eller rullet og flatet.

For samme volum kan stablede prismatiske celler frigjøre mer energi på en gang, og tilby bedre ytelse, mens flate prismatiske celler inneholder mer energi, og gir mer holdbarhet.

Prismatiske celler brukes hovedsakelig i energilagringssystemer og elektriske kjøretøy.Deres større størrelse gjør dem dårlige kandidater for mindre enheter som e-sykler og mobiltelefoner.Derfor er de bedre egnet for energikrevende bruksområder.

Hva er sylindriske celler

ENsylindrisk celleer en celle innelukket i en stiv sylinderboks.Sylindriske celler er små og runde, noe som gjør det mulig å stable dem i enheter av alle størrelser.I motsetning til andre batteriformater forhindrer formen deres hevelse, et uønsket fenomen i batterier der gasser samler seg i kabinettet.

Sylindriske celler ble først brukt i bærbare datamaskiner, som inneholdt mellom tre og ni celler.De ble deretter mer populære da Tesla brukte dem i sine første elektriske kjøretøy (Roadster og Model S), som inneholdt mellom 6000 og 9000 celler.

Sylindriske celler brukes også i e-sykler, medisinsk utstyr og satellitter.De er også essensielle i romutforskning på grunn av sin form;andre celleformater vil bli deformert av atmosfærisk trykk.Den siste Roveren som ble sendt på Mars, opererer for eksempel ved hjelp av sylindriske celler.Formel E høyytelses elektriske racerbiler bruker nøyaktig de samme cellene som roveren i batteriet.

De viktigste forskjellene mellom prismatiske og sylindriske celler

Form er ikke det eneste som skiller prismatiske og sylindriske celler.Andre viktige forskjeller inkluderer størrelsen, antall elektriske tilkoblinger og strømuttaket.

Størrelse

Prismatiske celler er mye større enn sylindriske celler og inneholder derfor mer energi per celle.For å gi en grov ide om forskjellen, kan en enkelt prismatisk celle inneholde samme mengde energi som 20 til 100 sylindriske celler.Den mindre størrelsen på sylindriske celler betyr at de kan brukes til applikasjoner som krever mindre strøm.Som et resultat brukes de til et bredere spekter av bruksområder.

Tilkoblinger

Fordi prismatiske celler er større enn sylindriske celler, trengs færre celler for å oppnå samme mengde energi.Dette betyr at for samme volum har batterier som bruker prismatiske celler færre elektriske forbindelser som må sveises.Dette er en stor fordel for prismatiske celler fordi det er færre muligheter for produksjonsfeil.

Makt

Sylindriske celler kan lagre mindre energi enn prismatiske celler, men de har mer kraft.Dette betyr at sylindriske celler kan utlade energien sin raskere enn prismatiske celler.Årsaken er at de har flere tilkoblinger per ampere-time (Ah).Som et resultat er sylindriske celler ideelle for høyytelsesapplikasjoner, mens prismatiske celler er ideelle for å optimere energieffektiviteten.

Eksempler på batteriapplikasjoner med høy ytelse inkluderer Formel E racerbiler og Ingenuity-helikopteret på Mars.Begge krever ekstrem ytelse i ekstreme miljøer.

Hvorfor prismatiske celler kan ta over

Elbilindustrien utvikler seg raskt, og det er usikkert om prismatiske celler eller sylindriske celler vil seire.For øyeblikket er sylindriske celler mer utbredt i EV-industrien, men det er grunner til å tro at prismatiske celler vil øke i popularitet.

For det første gir prismatiske celler en mulighet til å redusere kostnadene ved å redusere antall produksjonstrinn.Formatet deres gjør det mulig å produsere større celler, noe som reduserer antallet elektriske koblinger som må rengjøres og sveises.

Prismatiske batterier er også det ideelle formatet for litium-jernfosfat (LFP)-kjemien, en blanding av materialer som er billigere og mer tilgjengelige.I motsetning til andre kjemier, bruker LFP-batterier ressurser som finnes overalt på planeten.De krever ikke sjeldne og dyre materialer som nikkel og kobolt som driver kostnadene for andre celletyper oppover.

Det er sterke signaler om at LFP-prismatiske celler dukker opp.I Asia bruker elbilprodusenter allerede LiFePO4-batterier, en type LFP-batteri i prismatisk format.Tesla uttalte også at de har begynt å bruke prismatiske batterier produsert i Kina for standardutgavene av bilene sine.

LFP-kjemien har imidlertid viktige ulemper.For det første inneholder den mindre energi enn andre kjemikalier som er i bruk, og kan derfor ikke brukes til høyytelsesbiler som Formel 1-elbiler.I tillegg har batteristyringssystemer (BMS) vanskelig for å forutsi batteriets ladenivå.

Du kan se denne videoen for å lære mer omLFPkjemi og hvorfor den øker i popularitet.