Postoje tri glavne vrstelitijum-jonske baterije(li-ion): cilindrične ćelije, prizmatične ćelije i ćelije vrećice.U industriji električnih vozila, razvoj koji najviše obećava vrti se oko cilindričnih i prizmatičnih ćelija.Dok je cilindrični format baterija bio najpopularniji posljednjih godina, nekoliko faktora ukazuje na to da bi prizmatične ćelije mogle preuzeti vlast.

Šta suPrizmatične ćelije

Aprizmatična ćelijaje ćelija čija je hemija zatvorena u kruto kućište.Njegov pravougaoni oblik omogućava efikasno slaganje više jedinica u baterijski modul.Postoje dvije vrste prizmatičnih ćelija: elektrodni listovi unutar kućišta (anoda, separator, katoda) su ili naslagani ili smotani i spljošteni.

Za isti volumen, složene prizmatične ćelije mogu istovremeno osloboditi više energije, nudeći bolje performanse, dok spljoštene prizmatične ćelije sadrže više energije, nudeći veću izdržljivost.

Prizmatične ćelije se uglavnom koriste u sistemima za skladištenje energije i električnim vozilima.Njihova veća veličina čini ih lošim kandidatima za manje uređaje kao što su e-bicikli i mobilni telefoni.Stoga su prikladniji za energetski intenzivne aplikacije.

Šta su cilindrične ćelije

Acilindrična ćelijaje ćelija zatvorena u krutu cilindarsku konzervu.Cilindrične ćelije su male i okrugle, što omogućava njihovo slaganje u uređaje svih veličina.Za razliku od drugih formata baterija, njihov oblik sprječava oticanje, neželjenu pojavu kod baterija gdje se plinovi akumuliraju u kućištu.

Cilindrične ćelije su prvo korišćene u laptop računarima, koji su sadržavali između tri i devet ćelija.Oni su tada stekli na popularnosti kada ih je Tesla koristio u svojim prvim električnim vozilima (roadster i model S), koja su sadržavala između 6.000 i 9.000 ćelija.

Cilindrične ćelije se također koriste u e-biciklima, medicinskim uređajima i satelitima.Oni su takođe neophodni u istraživanju svemira zbog svog oblika;ostali formati ćelija bi bili deformisani zbog atmosferskog pritiska.Posljednji Rover poslan na Mars, na primjer, radi pomoću cilindričnih ćelija.Električni trkaći automobili visokih performansi Formule E koriste potpuno iste ćelije kao i rover u svojoj bateriji.

Glavne razlike između prizmatičnih i cilindričnih ćelija

Oblik nije jedina stvar koja razlikuje prizmatične i cilindrične ćelije.Druge važne razlike uključuju njihovu veličinu, broj električnih priključaka i njihovu izlaznu snagu.

Veličina

Prizmatične ćelije su mnogo veće od cilindričnih ćelija i stoga sadrže više energije po ćeliji.Da bismo dobili grubu predstavu o razlici, jedna prizmatična ćelija može sadržavati istu količinu energije kao 20 do 100 cilindričnih ćelija.Manja veličina cilindričnih ćelija znači da se mogu koristiti za aplikacije koje zahtijevaju manje energije.Kao rezultat toga, koriste se za širi spektar primjena.

Veze

Budući da su prizmatične ćelije veće od cilindričnih, potrebno je manje ćelija za postizanje iste količine energije.To znači da za istu zapreminu baterije koje koriste prizmatične ćelije imaju manje električnih priključaka koje je potrebno zavariti.Ovo je velika prednost za prizmatične ćelije jer ima manje mogućnosti za greške u proizvodnji.

Snaga

Cilindrične ćelije mogu skladištiti manje energije od prizmatičnih ćelija, ali imaju više snage.To znači da cilindrične ćelije mogu isprazniti svoju energiju brže od prizmatičnih ćelija.Razlog je što imaju više konekcija po amper-satu (Ah).Kao rezultat toga, cilindrične ćelije su idealne za aplikacije visokih performansi, dok su prizmatične ćelije idealne za optimizaciju energetske efikasnosti.

Primjer primjene baterija visokih performansi uključuje trkaće automobile Formule E i helikopter Ingenuity na Marsu.Oba zahtevaju ekstremne performanse u ekstremnim okruženjima.

Zašto bi prizmatične ćelije mogle preuzeti vlast

Industrija električnih vozila se brzo razvija i neizvjesno je hoće li prevladati prizmatične ili cilindrične ćelije.U ovom trenutku, cilindrične ćelije su rasprostranjenije u industriji električnih vozila, ali postoje razlozi da se misli da će prizmatične ćelije dobiti na popularnosti.

Prvo, prizmatične ćelije nude priliku za smanjenje troškova smanjenjem broja proizvodnih koraka.Njihov format omogućava proizvodnju većih ćelija, što smanjuje broj električnih priključaka koje je potrebno očistiti i zavariti.

Prizmatične baterije su takođe idealan format za hemiju litijum-gvozdenog fosfata (LFP), mešavinu materijala koji su jeftiniji i pristupačniji.Za razliku od drugih hemija, LFP baterije koriste resurse koji su svuda na planeti.Ne zahtijevaju rijetke i skupe materijale poput nikla i kobalta koji povećavaju cijenu drugih tipova ćelija.

Postoje jaki signali da se pojavljuju LFP prizmatične ćelije.U Aziji, proizvođači električnih vozila već koriste LiFePO4 baterije, vrstu LFP baterija u prizmatičnom formatu.Tesla je takođe naveo da je počeo da koristi prizmatične baterije proizvedene u Kini za standardne verzije svojih automobila.

Međutim, LFP hemija ima važne nedostatke.Kao prvo, sadrži manje energije nego druge hemije koje se trenutno koriste i, kao takav, ne može se koristiti za vozila visokih performansi kao što su električni automobili Formule 1.Pored toga, sistemi za upravljanje baterijom (BMS) teško mogu predvideti nivo napunjenosti baterije.

Možete pogledati ovaj video kako biste saznali više o tomeLFPhemije i zašto je sve popularnija.