Οι φόρμες συσκευασίας μπαταριών λιθίου είναι τρίποδες, δηλαδή οι τρεις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι κύλινδροι, μαλακές συσκευασίες και τετράγωνα. Οι τρεις φόρμες συσκευασίας έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και μπορούν να επιλεγούν ανάλογα με τη χρήση τους.

1. Κυλινδρικό

Η κυλινδρική μπαταρία λιθίου εφευρέθηκε για πρώτη φορά από την εταιρεία SONY στην Ιαπωνία το 1992. Επειδή η κυλινδρική μπαταρία λιθίου 18650 έχει μακρά ιστορία, το ποσοστό διείσδυσης στην αγορά είναι υψηλό. Η κυλινδρική μπαταρία λιθίου υιοθετεί ώριμη διαδικασία περιέλιξης, υψηλό βαθμό αυτοματισμού και ποιότητα προϊόντος Σταθερή και σχετικά χαμηλό κόστος. Υπάρχουν πολλοί τύποι κυλινδρικών μπαταριών λιθίου, όπως 17490, 14650, 18650, 26650,

21700 κ.λπ. Οι κυλινδρικές μπαταρίες λιθίου είναι δημοφιλείς μεταξύ των εταιρειών μπαταριών λιθίου στην Ιαπωνία και τη Νότια Κορέα.

Τα πλεονεκτήματα του κυλινδρικού τύπου περιέλιξης περιλαμβάνουν την ώριμη διαδικασία περιέλιξης, τον υψηλό βαθμό αυτοματοποίησης, την υψηλή απόδοση παραγωγής, την καλή συνέπεια και το σχετικά χαμηλό κόστος. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν τη χαμηλή χρήση του χώρου που προκαλείται από το κυλινδρικό σχήμα και την κατανομή θερμοκρασίας που προκαλείται από την κακή ακτινική θερμική αγωγιμότητα. Περίμενε. Λόγω της κακής ακτινικής θερμικής αγωγιμότητας της κυλινδρικής μπαταρίας, ο αριθμός των στροφών περιέλιξης της μπαταρίας δεν πρέπει να είναι πάρα πολύς (ο αριθμός στροφών περιέλιξης της μπαταρίας 18650 είναι γενικά περίπου 20 στροφές), επομένως η χωρητικότητα του μονομερούς είναι μικρή και απαιτείται μεγάλη ποσότητα μπαταρίας για εφαρμογή σε ηλεκτρικά οχήματα. Τα μονομερή σχηματίζουν μονάδες μπαταριών και πακέτα μπαταριών, γεγονός που αυξάνει σημαντικά την απώλεια σύνδεσης και την πολυπλοκότητα διαχείρισης.

Εικόνα 1. Κυλινδρική μπαταρία 18650

Μια τυπική εταιρεία κυλινδρικής συσκευασίας είναι η ιαπωνική Panasonic. Το 2008, η Panasonic και η Tesla συνεργάστηκαν για πρώτη φορά και η μπαταρία οξειδίου του κοβαλτίου λιθίου 18650 υιοθετήθηκε από το πρώτο μοντέλο Roadster της Tesla. Το 2014, η Panasonic ανακοίνωσε μια κοινοπραξία με την Tesla για την κατασκευή του Gigafactory, ενός εργοστασίου σούπερ μπαταριών, και η σχέση μεταξύ των δύο προχώρησε περαιτέρω. Η Panasonic πιστεύει ότι τα ηλεκτρικά οχήματα πρέπει να χρησιμοποιούν μπαταρίες 18650, έτσι ώστε ακόμη και αν μια μπαταρία αποτύχει, δεν θα επηρεάσει τη λειτουργία ολόκληρου του συστήματος, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.

εικόνα

Εικόνα 2. Γιατί να επιλέξετε κυλινδρική μπαταρία 18650

Υπάρχουν επίσης μεγάλης κλίμακας επιχειρήσεις που παράγουν κυλινδρικές μπαταρίες λιθίου στην Κίνα. Για παράδειγμα, η BAK Battery, η Jiangsu Zhihang, η Tianjin Lishen, η Shanghai Delangeng και άλλες επιχειρήσεις βρίσκονται στην ηγετική θέση των κυλινδρικών μπαταριών λιθίου στην Κίνα. Οι μπαταρίες σιδήρου-λιθίου και τα λεωφορεία ταχείας φόρτισης Yinlong χρησιμοποιούν μπαταρίες τιτανικού λιθίου, και οι δύο σε μορφή κυλινδρικής συσκευασίας.

Πίνακας 1: Στατιστικά στοιχεία για την εγκατεστημένη ισχύ των 10 κορυφαίων εταιρειών κυλινδρικών μπαταριών και των αντίστοιχων μοντέλων τους ως προς την ενιαία ενεργειακή πυκνότητα το 2017

εικόνα

2. Μαλακή τσάντα

Τα βασικά υλικά που χρησιμοποιούνται στις μπαταρίες λιθίου μαλακής συσκευασίας—υλικά θετικών ηλεκτροδίων, υλικά αρνητικών ηλεκτροδίων και διαχωριστές—δεν διαφέρουν πολύ από τις παραδοσιακές μπαταρίες λιθίου με κέλυφος χάλυβα και κελύφους αλουμινίου. Η μεγαλύτερη διαφορά είναι το εύκαμπτο υλικό συσκευασίας (σύνθετη μεμβράνη αλουμινίου-πλαστικού). Είναι το πιο κρίσιμο και τεχνικά δύσκολο υλικό σε μπαταρίες λιθίου μαλακής συσκευασίας. Τα εύκαμπτα υλικά συσκευασίας συνήθως χωρίζονται σε τρία στρώματα, δηλαδή, ένα εξωτερικό στρώμα φραγμού (γενικά ένα εξωτερικό προστατευτικό στρώμα που αποτελείται από νάιλον BOPA ή PET), ένα στρώμα φραγμού (αλουμινόχαρτο στο μεσαίο στρώμα) και ένα εσωτερικό στρώμα (πολυλειτουργικό στρώμα υψηλού φραγμού ).

Εικόνα 3. Δομή πλαστικού φιλμ αλουμινίου

Το υλικό συσκευασίας και η δομή των κυψελών θήκης τους δίνουν μια σειρά από πλεονεκτήματα. 1) Η απόδοση ασφάλειας είναι καλή. Η μπαταρία μαλακής συσκευασίας είναι συσκευασμένη με φιλμ από αλουμίνιο-πλαστικό στη δομή. Όταν παρουσιαστεί πρόβλημα ασφαλείας, η μπαταρία του μαλακού πακέτου γενικά θα σκάσει και θα σπάσει και δεν θα εκραγεί. 2) Ελαφρύ, το βάρος της μπαταρίας μαλακής συσκευασίας είναι 40% ελαφρύτερο από αυτό της μπαταρίας λιθίου κελύφους χάλυβα με την ίδια χωρητικότητα και 20% ελαφρύτερο από αυτό της μπαταρίας λιθίου κελύφους αλουμινίου. 3) Μικρή εσωτερική αντίσταση, η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας μαλακής συσκευασίας είναι μικρότερη από αυτή της μπαταρίας λιθίου, η οποία μπορεί να μειώσει σημαντικά την ιδιοκατανάλωση της μπαταρίας. 4) Η απόδοση του κύκλου είναι καλή, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας μαλακής συσκευασίας είναι μεγαλύτερη και η αποσύνθεση μετά από 100 κύκλους είναι 4% έως 7% μικρότερη από αυτή της θήκης αλουμινίου. 5) Το σχέδιο είναι ευέλικτο, το σχήμα μπορεί να αλλάξει σε οποιοδήποτε σχήμα, μπορεί να είναι λεπτότερο και νέα μοντέλα κυττάρων μπορούν να αναπτυχθούν σύμφωνα με τις ανάγκες των πελατών. Τα μειονεκτήματα των μπαταριών μαλακής συσκευασίας είναι η κακή συνοχή, το υψηλό κόστος, η εύκολη διαρροή και το υψηλό τεχνικό όριο.

εικόνα

Εικόνα 4. Σύνθεση μπαταρίας μαλακής συσκευασίας

Κατασκευαστές μπαταριών παγκόσμιας κλάσης όπως η LG της Νότιας Κορέας και η ASEC της Ιαπωνίας έχουν μαζικής παραγωγής μπαταρίες soft-pack power, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά μοντέλα και plug-in υβριδικά μοντέλα μεγάλων εταιρειών αυτοκινήτων όπως η Nissan, η Chevrolet και η Ford, συμπεριλαμβανομένων των τα τρία μεγαλύτερα μοντέλα παραγωγής και πωλήσεων στον κόσμο. Φύλλο και Volt. Ο γίγαντας των μπαταριών της χώρας μου Wanxiang και οι καθυστερημένες Funeng Technology, Yiwei Lithium Energy, Polyfluoride και Gateway Power έχουν επίσης ξεκινήσει τη μαζική παραγωγή μπαταριών μαλακής συσκευασίας για να προμηθεύουν μεγάλες εταιρείες αυτοκινήτων όπως η BAIC και η SAIC.

3. Τετράγωνη μπαταρία

Η δημοτικότητα των τετραγωνικών μπαταριών είναι πολύ υψηλή στην Κίνα. Με την άνοδο των μπαταριών ισχύος αυτοκινήτων τα τελευταία χρόνια, η αντίφαση μεταξύ της αυτονομίας πλεύσης του οχήματος και της χωρητικότητας της μπαταρίας γίνεται ολοένα και πιο εμφανής. Οι εγχώριοι κατασκευαστές μπαταριών ισχύος χρησιμοποιούν κυρίως τετράγωνες μπαταρίες αλουμινίου με υψηλή ενεργειακή πυκνότητα μπαταρίας. Επειδή η δομή της τετράγωνης μπαταρίας είναι σχετικά απλή, σε αντίθεση με την κυλινδρική μπαταρία, η οποία χρησιμοποιεί ανοξείδωτο χάλυβα υψηλής αντοχής ως κέλυφος και αξεσουάρ με αντιεκρηκτικές βαλβίδες ασφαλείας, τα συνολικά αξεσουάρ είναι ελαφριά σε βάρος και σχετικά υψηλή ενεργειακή πυκνότητα. Η τετράγωνη θήκη μπαταρίας είναι ως επί το πλείστον κατασκευασμένη από κράμα αλουμινίου, ανοξείδωτο χάλυβα και άλλα υλικά, και η εσωτερική χρήση της διαδικασίας περιέλιξης ή πλαστικοποίησης, η προστασία της μπαταρίας είναι καλύτερη από αυτή της μπαταρίας πλαστικού φιλμ αλουμινίου (δηλ. μπαταρία μαλακής συσκευασίας), και η ασφάλεια της μπαταρίας είναι σχετικά κυλινδρική. Οι μπαταρίες τύπου έχουν επίσης βελτιωθεί σημαντικά.

Εικόνα 5. Δομή τετραγωνικών κυττάρων

Ωστόσο, δεδομένου ότι η τετράγωνη μπαταρία λιθίου μπορεί να προσαρμοστεί ανάλογα με το μέγεθος του προϊόντος, υπάρχουν χιλιάδες μοντέλα στην αγορά και επειδή υπάρχουν πάρα πολλά μοντέλα, η διαδικασία είναι δύσκολο να ενοποιηθεί. Δεν υπάρχει πρόβλημα στη χρήση τετράγωνων μπαταριών σε συνηθισμένα ηλεκτρονικά προϊόντα, αλλά για προϊόντα βιομηχανικού εξοπλισμού που απαιτούν πολλαπλές σειρές και παράλληλες, είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε τυποποιημένες κυλινδρικές μπαταρίες λιθίου, έτσι ώστε η διαδικασία παραγωγής να είναι εγγυημένη και να είναι ευκολότερη η εύρεση αντικαταστατών στο μέλλον. Μπαταρία.

Οι εγχώριες και ξένες εταιρείες που χρησιμοποιούν το τετράγωνο ως διαδικασία συσκευασίας περιλαμβάνουν κυρίως Samsung SDI (η μορφή συσκευασίας είναι κυρίως τετράγωνη και το θετικό ηλεκτρόδιο χρησιμοποιεί τριμερή υλικά NCM και NCA. Παρακολουθεί ενεργά την παραγωγή 21700 μπαταριών), BYD (ισχύς οι μπαταρίες είναι κυρίως τετράγωνα κελύφη αλουμινίου), το υλικό της καθόδου είναι κυρίως φωσφορικό σίδηρο λιθίου και επίσης διεξάγει έρευνα και ανάπτυξη και τεχνικά αποθέματα τριμερών μπαταριών), CATL (τα προϊόντα είναι κυρίως τετράγωνες μπαταρίες κελύφους αλουμινίου και το υλικό καθόδου περιλαμβάνει Τεχνική διαδρομή φωσφορικού σιδήρου λιθίου. Χρησιμοποιείται κυρίως σε αποθήκευση ενέργειας και λεωφορεία, η CATL άρχισε να στρέφεται πλήρως σε τριμερή υλικά το 2015, παρέχοντας τριμερή πακέτα μπαταριών για επιβατικά αυτοκίνητα BMW, Geely και άλλων εταιρειών), Guoxuan Hi-Tech (κυρίως με τη μορφή τετράγωνης συσκευασίας και το υλικό θετικού ηλεκτροδίου περιλαμβάνει φωσφορικό σίδηρο λιθίου και τριμερή υλικά), TianjinLishen, κ.λπ.

Γενικά, οι τρεις τύποι συσκευασίας κυλινδρικών, τετράγωνων και μαλακών συσκευασιών έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και κάθε μπαταρία έχει το δικό της κυρίαρχο πεδίο. Η καλύτερη μέθοδος συσκευασίας μπορεί να καθοριστεί σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά υλικού της μπαταρίας, τα πεδία εφαρμογής του προϊόντος, τα χαρακτηριστικά του προϊόντος κ.λπ. σε συνδυασμό με τα χαρακτηριστικά της φόρμας συσκευασίας. Ωστόσο, κάθε τύπος συσκευασίας μπαταρίας έχει τις δικές του τεχνολογικές δυσκολίες. Ο καλός σχεδιασμός της μπαταρίας περιλαμβάνει πολύπλοκα προβλήματα σε πολλούς τομείς όπως η ηλεκτροχημεία, η θερμότητα, ο ηλεκτρισμός και η μηχανική, γεγονός που θέτει υψηλές απαιτήσεις για τους σχεδιαστές μπαταριών. Οι άνθρωποι με μπαταρία λιθίου πρέπει να συνεχίσουν την προσπάθεια!