Има три основни вида налитиево-йонни батерии(li-ion): цилиндрични клетки, призматични клетки и торбички.В EV индустрията най-обещаващите разработки се въртят около цилиндрични и призматични клетки.Въпреки че цилиндричният формат на батерията е най-популярен през последните години, няколко фактора предполагат, че призматичните клетки могат да поемат превес.

Какво саПризматични клетки

Апризматична клеткае клетка, чиято химия е затворена в твърд корпус.Неговата правоъгълна форма позволява ефективно подреждане на множество единици в един батериен модул.Има два типа призматични клетки: електродните листове вътре в корпуса (анод, сепаратор, катод) са или подредени, или навити и сплескани.

За същия обем подредените призматични клетки могат да освободят повече енергия наведнъж, предлагайки по-добра производителност, докато сплесканите призматични клетки съдържат повече енергия, предлагайки по-голяма издръжливост.

Призматичните клетки се използват главно в системи за съхранение на енергия и електрически превозни средства.По-големият им размер ги прави лоши кандидати за по-малки устройства като електронни велосипеди и мобилни телефони.Поради това те са по-подходящи за енергоемки приложения.

Какво представляват цилиндричните клетки

Ацилиндрична клеткае клетка, затворена в твърда цилиндрична кутия.Цилиндричните клетки са малки и кръгли, което прави възможно подреждането им в устройства с всякакви размери.За разлика от други формати батерии, тяхната форма предотвратява подуване, нежелано явление в батериите, при което газове се натрупват в корпуса.

Цилиндричните клетки бяха използвани за първи път в лаптопи, които съдържаха между три и девет клетки.След това те придобиха популярност, когато Tesla ги използва в първите си електрически превозни средства (Roadster и Model S), които съдържаха между 6000 и 9000 клетки.

Цилиндричните клетки се използват и в електронни велосипеди, медицински устройства и сателити.Те също са от съществено значение при изследването на космоса поради формата си;други клетъчни формати биха се деформирали от атмосферното налягане.Последният марсоход, изпратен на Марс, например, работи с помощта на цилиндрични клетки.Високопроизводителните електрически състезателни коли на Формула Е използват точно същите клетки като марсохода в своята батерия.

Основните разлики между призматичните и цилиндричните клетки

Формата не е единственото нещо, което различава призматичните и цилиндричните клетки.Други важни разлики включват техния размер, броя на електрическите връзки и изходната мощност.

Размер

Призматичните клетки са много по-големи от цилиндричните клетки и следователно съдържат повече енергия на клетка.За да дадем груба представа за разликата, една призматична клетка може да съдържа същото количество енергия като 20 до 100 цилиндрични клетки.По-малкият размер на цилиндричните клетки означава, че те могат да се използват за приложения, които изискват по-малко енергия.В резултат на това те се използват за по-широк спектър от приложения.

Връзки

Тъй като призматичните клетки са по-големи от цилиндричните клетки, са необходими по-малко клетки, за да се постигне същото количество енергия.Това означава, че за същия обем батериите, които използват призматични клетки, имат по-малко електрически връзки, които трябва да бъдат заварени.Това е основно предимство за призматичните клетки, тъй като има по-малко възможности за производствени дефекти.

Мощност

Цилиндричните клетки могат да съхраняват по-малко енергия от призматичните клетки, но имат повече мощност.Това означава, че цилиндричните клетки могат да разреждат енергията си по-бързо от призматичните клетки.Причината е, че те имат повече връзки на ампер-час (Ah).В резултат на това цилиндричните клетки са идеални за приложения с висока производителност, докато призматичните клетки са идеални за оптимизиране на енергийната ефективност.

Примери за приложения на батерии с висока производителност включват състезателни коли Формула Е и хеликоптер Ingenuity на Марс.И двете изискват екстремни показатели в екстремни среди.

Защо призматичните клетки може да поемат

EV индустрията се развива бързо и не е сигурно дали призматичните клетки или цилиндричните клетки ще преобладават.В момента цилиндричните клетки са по-широко разпространени в EV индустрията, но има причини да смятаме, че призматичните клетки ще набират популярност.

Първо, призматичните клетки предлагат възможност за намаляване на разходите чрез намаляване на броя на производствените стъпки.Техният формат дава възможност за производство на по-големи клетки, което намалява броя на електрическите връзки, които трябва да бъдат почистени и заварени.

Призматичните батерии също са идеалният формат за химията на литиево-железния фосфат (LFP), комбинация от материали, които са по-евтини и по-достъпни.За разлика от други химикали, LFP батериите използват ресурси, които са навсякъде по планетата.Те не изискват редки и скъпи материали като никел и кобалт, които повишават цената на други видове клетки.

Има силни сигнали, че LFP призматичните клетки се появяват.В Азия производителите на електромобили вече използват LiFePO4 батерии, тип LFP батерия в призматичен формат.Tesla също така заяви, че е започнала да използва призматични батерии, произведени в Китай, за стандартните версии на своите автомобили.

Химията на LFP обаче има важни недостатъци.От една страна, той съдържа по-малко енергия от другите химикали, използвани в момента, и като такъв не може да се използва за високопроизводителни превозни средства като електрически автомобили от Формула 1.Освен това системите за управление на батерията (BMS) трудно могат да предвидят нивото на зареждане на батерията.

Можете да гледате това видео, за да научите повече заLFPхимия и защо набира все по-голяма популярност.