Как призматические клетки, так и цилиндрические клетки являются типом литий -ионной батареи.
Призматические клетки инкапсулируются в алюминиевые или стальные твердые оболочки, И внутренняя структура - это процесс обмотки или ламинирования. В качестве основной литий -ионной батареи, Призматические клетки относительно гибки по размеру и имеют большую способность.
Цилиндрические клетки первые литий-ионные батареи для достижения крупномасштабного производства. Они сделаны путем лишения положительного электрода, Отрицательный электрод и сепаратор в цилиндрическую форму в определенном порядке и охватывают их в металлическую оболочку.
Относительно различий между призматическими клетками и цилиндрическими клетками, Давайте подробно рассмотрим их через различные сравнения.
Призматические и цилиндрические клетки
Внешний вид и размер
Наиболее очевидным различием между призматическими и цилиндрическими клетками является форма.
Призматические клетки имеют квадратную форму и различаются по размеру. Есть несколько универсальных размеров для призматических клеток, и у каждого производителя есть свой дизайн продукта. Призматические клетки относительно большие по размеру и имеют более высокую способность, сделать их более подходящими для мощных применений. Для аккумулятора того же напряжения и емкости, Призматическая батарея требует гораздо меньше клеток, чем цилиндрические клетки.
Цилиндрические клетки имеют цилиндрическую форму, с общими размерами, такими как 18650, 21700, и 4680. Цилиндрические ячейки обычно малы по размеру и подходят для применений с более низкими требованиями к мощности. Как результат, их емкость низкая, и множественные цилиндрические клетки должны быть связаны параллельно для увеличения емкости.
Процесс производства
Призматические клетки процесс производства
1. Производство раковины: Оболочка призматических клеток обычно изготовлена из металла, такие как алюминиевый сплав или нержавеющая сталь. Процесс производства включает в себя штампование, растяжение и другие процессы. Процесс штамповки требует чрезвычайно высокой точности плесени, чтобы обеспечить консистенцию размера и поверхностная плоскость оболочки. Процесс растяжения еще больше формирует глубину и форму оболочки.
2. Батареи в сборе: После того, как положительные и отрицательные электроды и диафрагмы сложены или намотаны в ячейки аккумулятора., Они тщательно помещены в сформированную оболочку. Процесс укладки может улучшить плотность энергии и производительность заряда и разрядки батареи, потому что он может уменьшить сопротивление и механическое напряжение внутри батареи. Процесс обмотки относительно более подходит для крупномасштабного производства и имеет более высокую эффективность производства. После завершения сборки батареи, электролит вводится.
3. Герметизация и сварка: Чтобы обеспечить герметизацию и безопасность батареи, оболочка и верхняя крышка запечатаны лазерной сваркой или сопротивлением сварки. Управление параметрами во время процесса сварки чрезвычайно важно. Любое небольшое отклонение может вызвать проблемы с качеством сварки и повлиять на общую производительность батарейных ячеек.
Процесс производства цилиндрических клеток
1. Оболочка: Оболочка цилиндрических клеток обычно изготовлена из металлических материалов, и в основном используется процесс растяжения бесшовной стальной трубки. Растягивая металлическую трубку в определенной форме, Цилиндрическая оболочка с определенной толщиной и длиной стенки образуется. По сравнению с производством призматических оболочек, Процесс производства цилиндрических оболочек относительно прост и обладает высокой эффективностью производства.
2. Обмотка батареи: Цилиндрические клетки обычно принимают процесс обмотки. После положительных и отрицательных пластин и диафрагмы попеременно сложены, Они намотаны в цилиндрические клетки обмотки. Во время процесса обмотки, Контроль натяжения намотки очень критична. Чрезмерное или недостаточное натяжение повлияет на внутреннюю структуру и производительность батареи. В то же время, Скорость и точность обмотки также напрямую связаны с консистенцией и выходом батареи..
3. Герметизация и сборка: После того, как батарея намотана, Процесс уплотнения и сборки проводится. В процессе герметизации, Сварка сопротивления обычно используется для герметизации верхней крышки к оболочке. Процесс сборки также включает в себя сборку компонентов, таких как батарея, электролит, и цепь защиты в оболочке, чтобы сформировать полную батарею.
С точки зрения сложности производственного процесса, Призматическая ячейка имеет наиболее сложный производственный процесс из -за требований к процессу конструкции и герметизации. Процесс производства цилиндрических клеток относительно прост и имеет высокую степень стандартизации.
Плотность энергии
Плотность энергии цилиндрических клеток и призматических клеток связана не только с их структурой и процессом, Но больше зависит от их материалов. И с разработкой технологии батареи, будь то цилиндрические клетки или призматические клетки, Благодаря постоянному улучшению материалов и процессов, Их единая плотность энергии батареи постепенно увеличивается.
Однако, При изготовлении аккумуляторных пакетов или батареи, Их общая плотность энергии изменится из -за выбора батареи различных форм.
Из -за своей квадратной структуры, Тонкая оболочка и высокая эффективность упаковки, Плотность энергии объема аккумуляторного пакета, состоящая из призматических клеток, выше, чем у цилиндрических клеток. Аккумуляторная батарея, состоящая из цилиндрических ячеек, имеет более низкую плотность энергии, чем призматические ячейки из -за тяжелой стальной оболочки цилиндрических ячеек и большого кругового зазора стека. Например, Тесла 4680 Большой цилиндр уменьшает долю оболочки путем увеличения диаметра отдельной ячейки, и плотность энергии одной ячейки близок к 300WH/кг, Но плотность объема на уровне упаковки все еще ниже, чем у призматических батарей.
Безопасность
Призматическая структура оболочки клеток имеет сильную способность подшипника, и центральная температура легко накапливаться во время быстрой зарядки большой емкости, Таким образом, для обеспечения высокой безопасности необходимы полная система теплового управления и проектирование безопасности.
Цилиндрическая клеточная оболочка имеет высокую прочность, Встроенный защитный клапан, и цилиндрическая конструкция более способствует рассеянию тепла, и единственная ячейка безопаснее. Однако, В экстремальных случаях, таких как перезарядка и короткий замыкание, Защитные меры все еще должны быть укреплены.
Производственные затраты
Процесс производства призматической клетки является относительно сложным, со многими индивидуальными формами и строгими требованиями к производственному оборудованию и управлению процессами. Процесс производства цилиндрических клеток зрелый, с высоко стандартизированными моделями продукта и высокой степенью общности. Это приводит к меньшему количеству спецификаций продукта, меньше видов разработки производственных форм, и более сильная совместимость производственной линии, который соответствует “платформа” Производственная концепция. В сочетании с высокой степенью автоматизации, Это значительно уменьшает соотношение труда производственной линии и снижает затраты на рабочую силу. Поэтому, при тех же условиях, Стоимость производства цилиндрических клеток ниже, чем стоимость призматических клеток.
Цикл жизни
Цикл срока службы призматических клеток обычно составляет около 2000 ~ 4000 раз. Призматические клетки, используемые для хранения энергии, могут достигать большего, чем 6000 раз. Цикл срок службы цилиндрических клеток обычно короче.
Так, С точки зрения велосипедной жизни, Призматические клетки > цилиндрические клетки.
Использование пространства
При изготовлении литий -ионных аккумуляторов, цилиндрические клетки будут образовывать зазоры при расположении, и скорость использования пространства примерно 70%. Когда расположены призматические клетки, пробелы устранены, и скорость использования пространства закончилась 80%, который значительно улучшен.
Поэтому, с точки зрения использования пространства, Призматические клетки > цилиндрические клетки.
Приложение
Призматические ячейки широко используются в электромобилях, системы хранения энергии и другие поля. В электромобилях, Их компактная структура может лучше соответствовать пространству шасси автомобиля и улучшить диапазон автомобиля и производительность обработки. В системах хранения энергии, Призматические клетки с большой способностью и длительным сроком службы цикла могут лучше продлить срок службы оборудования, тем самым снижая стоимость электроэнергии на единицу всего жизненного цикла.
Цилиндрические клетки часто используются в электрических велосипедах, медицинское оборудование, потребительская электроника и другие области. Их стандартизированный размер и хорошие характеристики рассеяния тепла делают дизайн продукта и производство более удобными. В области электромобилей, Некоторые автомобильные компании, такие как Tesla, также используют цилиндрические ячейки. Однако, Из -за относительно небольшой способности одной цилиндрической клетки, Большое количество цилиндрических ячеек должно быть связано последовательно и параллельно при использовании в электромобилях, который увеличивает сложность и стоимость системы управления аккумуляторами.
Краткое содержание
Через эту статью, Я считаю, что все узнали кое -что о призматических клетках и цилиндрических клетках. Фактически, независимо от того, какая форма литий -ионной батареи выбрана, Логика отбора в основном основана на адаптивности. После всего, Тот, который соответствует вашим потребностям, является лучшим.
Я считаю, что с непрерывной разработкой технологий батареи, Как призматические клетки, так и цилиндрические клетки будут продолжать вводить новшества в своих областях силы. Они конкурируют и дополняют друг друга, И конечными бенефициарами будут всю экосистему батареи и огромное количество потребителей.