Der er tre hovedtyper aflithium-ion batterier(li-ion): cylindriske celler, prismatiske celler og poseceller.I EV-industrien drejer den mest lovende udvikling sig om cylindriske og prismatiske celler.Mens det cylindriske batteriformat har været det mest populære i de senere år, tyder flere faktorer på, at prismatiske celler kan tage over.

Hvad erPrismatiske celler

ENprismatisk celleer en celle, hvis kemi er indesluttet i et stift hus.Dens rektangulære form gør det muligt effektivt at stable flere enheder i et batterimodul.Der er to typer prismatiske celler: Elektrodepladerne inde i huset (anode, separator, katode) er enten stablet eller rullet og fladtrykt.

For samme volumen kan stablede prismatiske celler frigive mere energi på én gang, hvilket giver bedre ydeevne, hvorimod fladtrykte prismatiske celler indeholder mere energi, hvilket giver mere holdbarhed.

Prismatiske celler bruges hovedsageligt i energilagringssystemer og elektriske køretøjer.Deres større størrelse gør dem til dårlige kandidater til mindre enheder som e-cykler og mobiltelefoner.Derfor er de bedre egnet til energikrævende applikationer.

Hvad er cylindriske celler

ENcylindrisk celleer en celle indesluttet i en stiv cylinderdåse.Cylindriske celler er små og runde, hvilket gør det muligt at stable dem i enheder af alle størrelser.I modsætning til andre batteriformater forhindrer deres form hævelse, et uønsket fænomen i batterier, hvor gasser ophobes i kabinettet.

Cylindriske celler blev først brugt i bærbare computere, som indeholdt mellem tre og ni celler.De vandt derefter i popularitet, da Tesla brugte dem i sine første elektriske køretøjer (Roadster og Model S), som indeholdt mellem 6.000 og 9.000 celler.

Cylindriske celler bruges også i e-cykler, medicinsk udstyr og satellitter.De er også essentielle i udforskning af rummet på grund af deres form;andre celleformater ville blive deformeret af det atmosfæriske tryk.Den sidste Rover, der blev sendt til Mars, opererer for eksempel ved hjælp af cylindriske celler.Formel E højtydende elektriske racerbiler bruger nøjagtig de samme celler som roveren i deres batteri.

De vigtigste forskelle mellem prismatiske og cylindriske celler

Form er ikke det eneste, der adskiller prismatiske og cylindriske celler.Andre vigtige forskelle omfatter deres størrelse, antallet af elektriske forbindelser og deres effekt.

Størrelse

Prismatiske celler er meget større end cylindriske celler og indeholder derfor mere energi pr. celle.For at give en nogenlunde idé om forskellen kan en enkelt prismatisk celle indeholde den samme mængde energi som 20 til 100 cylindriske celler.Den mindre størrelse af cylindriske celler betyder, at de kan bruges til applikationer, der kræver mindre strøm.Som følge heraf bruges de til en bredere vifte af applikationer.

Forbindelser

Fordi prismatiske celler er større end cylindriske celler, er der behov for færre celler for at opnå den samme mængde energi.Det betyder, at batterier, der bruger prismatiske celler for samme volumen, har færre elektriske forbindelser, der skal svejses.Dette er en stor fordel for prismatiske celler, fordi der er færre muligheder for fremstillingsfejl.

Strøm

Cylindriske celler kan lagre mindre energi end prismatiske celler, men de har mere kraft.Det betyder, at cylindriske celler kan aflade deres energi hurtigere end prismatiske celler.Årsagen er, at de har flere forbindelser pr. ampere-time (Ah).Som et resultat er cylindriske celler ideelle til højtydende applikationer, mens prismatiske celler er ideelle til at optimere energieffektiviteten.

Eksempler på højtydende batteriapplikationer omfatter Formel E-racerbiler og Ingenuity-helikopteren på Mars.Begge kræver ekstreme præstationer i ekstreme miljøer.

Hvorfor prismatiske celler måske tager over

Elbilindustrien udvikler sig hurtigt, og det er usikkert, om prismatiske celler eller cylindriske celler vil sejre.I øjeblikket er cylindriske celler mere udbredt i EV-industrien, men der er grunde til at tro, at prismatiske celler vil vinde i popularitet.

For det første giver prismatiske celler mulighed for at reducere omkostningerne ved at reducere antallet af fremstillingstrin.Deres format gør det muligt at fremstille større celler, hvilket reducerer antallet af elektriske forbindelser, der skal renses og svejses.

Prismatiske batterier er også det ideelle format til lithium-jernfosfat (LFP) kemien, en blanding af materialer, der er billigere og mere tilgængelige.I modsætning til andre kemier bruger LFP-batterier ressourcer, der er overalt på planeten.De kræver ikke sjældne og dyre materialer som nikkel og kobolt, der driver omkostningerne ved andre celletyper opad.

Der er stærke signaler om, at LFP-prismatiske celler dukker op.I Asien bruger elbilproducenter allerede LiFePO4-batterier, en type LFP-batteri i prismatisk format.Tesla erklærede også, at det er begyndt at bruge prismatiske batterier fremstillet i Kina til standardudgaverne af sine biler.

LFP-kemien har dog vigtige ulemper.For det første indeholder den mindre energi end andre kemiske stoffer, der i øjeblikket er i brug, og kan som sådan ikke bruges til højtydende køretøjer som Formel 1-elbiler.Derudover har batteristyringssystemer (BMS) svært ved at forudsige batteriets ladeniveau.

Du kan se denne video for at lære mere omLFPkemi og hvorfor det vinder i popularitet.