लिथियम बैटरी पैकेजिंग फॉर्म तीन-पैर वाले होते हैं, यानी तीन सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सिलेंडर, सॉफ्ट पैक और वर्ग। तीन पैकेजिंग रूपों के अपने फायदे और नुकसान हैं, और उन्हें उनके उपयोग के अनुसार चुना जा सकता है।

1. बेलनाकार

बेलनाकार लिथियम बैटरी का आविष्कार पहली बार 1992 में जापान में सोनी कंपनी द्वारा किया गया था। क्योंकि 18650 बेलनाकार लिथियम बैटरी का एक लंबा इतिहास है, बाजार में प्रवेश दर अधिक है। बेलनाकार लिथियम बैटरी परिपक्व घुमावदार प्रक्रिया, स्वचालन की उच्च डिग्री, और उत्पाद की गुणवत्ता स्थिर और अपेक्षाकृत कम लागत को गोद लेती है। बेलनाकार लिथियम बैटरी कई प्रकार की होती हैं, जैसे 17490, 14650, 18650, 26650,

21700 आदि। बेलनाकार लिथियम बैटरी जापान और दक्षिण कोरिया में लिथियम बैटरी कंपनियों के बीच लोकप्रिय हैं।

बेलनाकार घुमावदार प्रकार के फायदों में परिपक्व घुमावदार प्रक्रिया, उच्च स्तर की स्वचालन, उच्च उत्पादन क्षमता, अच्छी स्थिरता और अपेक्षाकृत कम लागत शामिल है। नुकसान में बेलनाकार आकार और खराब रेडियल तापीय चालकता के कारण तापमान वितरण के कारण कम स्थान का उपयोग शामिल है। रुकना। बेलनाकार बैटरी की खराब रेडियल तापीय चालकता के कारण, बैटरी के घुमावदार घुमावों की संख्या बहुत अधिक नहीं होनी चाहिए (18650 बैटरी के घुमावदार घुमावों की संख्या आम तौर पर लगभग 20 मोड़ होती है), इसलिए मोनोमर क्षमता छोटी होती है, और इलेक्ट्रिक वाहनों में आवेदन के लिए बड़ी मात्रा में बैटरी की आवश्यकता होती है। मोनोमर्स बैटरी मॉड्यूल और बैटरी पैक बनाते हैं, जो कनेक्शन हानि और प्रबंधन जटिलता को बहुत बढ़ाता है।

चित्र 1. 18650 बेलनाकार बैटरी

बेलनाकार पैकेजिंग के लिए एक विशिष्ट कंपनी जापान की पैनासोनिक है। 2008 में, पैनासोनिक और टेस्ला ने पहली बार सहयोग किया, और 18650 लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड बैटरी को टेस्ला के पहले मॉडल रोडस्टर द्वारा अपनाया गया। 2014 में, पैनासोनिक ने एक सुपर बैटरी फैक्ट्री, गीगाफैक्टरी बनाने के लिए टेस्ला के साथ एक संयुक्त उद्यम की घोषणा की और दोनों के बीच संबंध और आगे बढ़ गए। पैनासोनिक का मानना ​​​​है कि इलेक्ट्रिक वाहनों को 18650 बैटरी का उपयोग करना चाहिए, ताकि अगर एक बैटरी भी विफल हो जाए, तो यह पूरे सिस्टम के संचालन को प्रभावित नहीं करेगा, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है।

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चित्रा 2. 18650 बेलनाकार बैटरी क्यों चुनें

चीन में बेलनाकार लिथियम बैटरी का उत्पादन करने वाले बड़े पैमाने पर उद्यम भी हैं। उदाहरण के लिए, बीएके बैटरी, जिआंगसू ज़िहांग, टियांजिन लिशेन, शंघाई डेलांगेंग और अन्य उद्यम चीन में बेलनाकार लिथियम बैटरी की अग्रणी स्थिति में हैं। आयरन-लिथियम बैटरी और यिनलॉन्ग फास्ट-चार्जिंग बसें बेलनाकार पैकेजिंग के रूप में लिथियम टाइटेनेट बैटरी का उपयोग करती हैं।

तालिका 1: 10 में एकल ऊर्जा घनत्व के संदर्भ में शीर्ष 2017 बेलनाकार बैटरी कंपनियों और उनके संबंधित मॉडलों की स्थापित क्षमता पर आंकड़े

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2. शीतल बैग

सॉफ्ट-पैक लिथियम बैटरी में उपयोग की जाने वाली प्रमुख सामग्री – सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री और विभाजक – पारंपरिक स्टील-शेल और एल्यूमीनियम-शेल लिथियम बैटरी से बहुत अलग नहीं हैं। सबसे बड़ा अंतर लचीली पैकेजिंग सामग्री (एल्यूमीनियम-प्लास्टिक मिश्रित फिल्म) है। यह सॉफ्ट-पैक लिथियम बैटरी में सबसे महत्वपूर्ण और तकनीकी रूप से कठिन सामग्री है। लचीली पैकेजिंग सामग्री को आमतौर पर तीन परतों में विभाजित किया जाता है, अर्थात् एक बाहरी बाधा परत (आमतौर पर नायलॉन बीओपीए या पीईटी से बनी एक बाहरी सुरक्षात्मक परत), एक बाधा परत (मध्य परत में एल्यूमीनियम पन्नी) और एक आंतरिक परत (बहुक्रियाशील उच्च बाधा परत) )

चित्रा 3. एल्यूमिनियम प्लास्टिक फिल्म संरचना

पाउच कोशिकाओं की पैकेजिंग सामग्री और संरचना उन्हें कई तरह के फायदे देती है। 1) सुरक्षा प्रदर्शन अच्छा है। सॉफ्ट-पैक बैटरी संरचना में एल्यूमीनियम-प्लास्टिक फिल्म के साथ पैक की जाती है। जब कोई सुरक्षा समस्या होती है, तो सॉफ्ट-पैक बैटरी आम तौर पर फट जाएगी और फट जाएगी, और विस्फोट नहीं होगी। 2) हल्के वजन, सॉफ्ट पैक बैटरी का वजन समान क्षमता वाले स्टील शेल लिथियम बैटरी की तुलना में 40% हल्का होता है, और एल्यूमीनियम शेल लिथियम बैटरी की तुलना में 20% हल्का होता है। 3) छोटे आंतरिक प्रतिरोध, सॉफ्ट पैक बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध लिथियम बैटरी की तुलना में छोटा होता है, जो बैटरी की आत्म-खपत को बहुत कम कर सकता है। 4) साइकिल का प्रदर्शन अच्छा है, सॉफ्ट पैक बैटरी का चक्र जीवन लंबा है, और 100 चक्रों के बाद क्षय एल्यूमीनियम मामले की तुलना में 4% से 7% कम है। 5) डिजाइन लचीला है, आकार को किसी भी आकार में बदला जा सकता है, यह पतला हो सकता है, और ग्राहकों की जरूरतों के अनुसार नए सेल मॉडल विकसित किए जा सकते हैं। सॉफ्ट पैक बैटरियों के नुकसान खराब स्थिरता, उच्च लागत, आसान रिसाव और उच्च तकनीकी सीमा हैं।

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चित्रा 4. सॉफ्ट पैक बैटरी संरचना

दक्षिण कोरिया के एलजी और जापान के एएसईसी जैसे विश्व स्तरीय बैटरी निर्माताओं के पास बड़े पैमाने पर उत्पादित सॉफ्ट-पैक पावर बैटरी हैं, जिनका उपयोग निसान, शेवरलेट और फोर्ड जैसी बड़ी कार कंपनियों के इलेक्ट्रिक मॉडल और प्लग-इन हाइब्रिड मॉडल में किया जाता है। दुनिया के तीन सबसे बड़े उत्पादन और बिक्री मॉडल। पत्ता और वोल्ट। मेरे देश की बैटरी की दिग्गज कंपनी वानक्सियांग और देर से आने वाली फुनेंग टेक्नोलॉजी, यीवेई लिथियम एनर्जी, पॉलीफ्लोराइड और गेटवे पावर ने भी बीएआईसी और एसएआईसी जैसी बड़ी कार कंपनियों की आपूर्ति के लिए सॉफ्ट पैक बैटरी का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू कर दिया है।

3. स्क्वायर बैटरी

स्क्वायर बैटरी की लोकप्रियता चीन में बहुत अधिक है। हाल के वर्षों में ऑटोमोटिव पावर बैटरी के उदय के साथ, वाहन क्रूज़िंग रेंज और बैटरी क्षमता के बीच विरोधाभास तेजी से प्रमुख हो गया है। घरेलू पावर बैटरी निर्माता ज्यादातर उच्च बैटरी ऊर्जा घनत्व वाली एल्यूमीनियम-शेल स्क्वायर बैटरी का उपयोग करते हैं। , क्योंकि स्क्वायर बैटरी की संरचना अपेक्षाकृत सरल है, बेलनाकार बैटरी के विपरीत, जो उच्च शक्ति वाले स्टेनलेस स्टील का उपयोग शेल और सहायक उपकरण के रूप में विस्फोट-सबूत सुरक्षा वाल्व के साथ करती है, समग्र सहायक उपकरण वजन में हल्के होते हैं और ऊर्जा घनत्व में अपेक्षाकृत उच्च होते हैं। स्क्वायर बैटरी केस ज्यादातर एल्यूमीनियम मिश्र धातु, स्टेनलेस स्टील और अन्य सामग्रियों से बना होता है, और घुमावदार या टुकड़े टुकड़े प्रक्रिया का आंतरिक उपयोग, बैटरी की सुरक्षा एल्यूमीनियम-प्लास्टिक फिल्म बैटरी (यानी सॉफ्ट-पैक बैटरी) से बेहतर होती है। और बैटरी की सुरक्षा अपेक्षाकृत बेलनाकार है। टाइप बैटरी में भी काफी सुधार किया गया है।

चित्रा 5. स्क्वायर सेल संरचना

हालांकि, चूंकि स्क्वायर लिथियम बैटरी को उत्पाद के आकार के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है, इसलिए बाजार में हजारों मॉडल हैं, और क्योंकि बहुत सारे मॉडल हैं, इस प्रक्रिया को एकीकृत करना मुश्किल है। साधारण इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में वर्ग बैटरी का उपयोग करने में कोई समस्या नहीं है, लेकिन औद्योगिक उपकरण उत्पादों के लिए जिन्हें कई श्रृंखला और समानांतर की आवश्यकता होती है, मानकीकृत बेलनाकार लिथियम बैटरी का उपयोग करना सबसे अच्छा है, ताकि उत्पादन प्रक्रिया की गारंटी हो, और प्रतिस्थापन ढूंढना आसान हो। भविष्य में। बैटरी।

पैकेजिंग प्रक्रिया के रूप में वर्ग का उपयोग करने वाली घरेलू और विदेशी कंपनियों में मुख्य रूप से सैमसंग एसडीआई (पैकेजिंग फॉर्म मुख्य रूप से वर्गाकार है, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री टर्नरी एनसीएम और एनसीए सामग्री का उपयोग करती है। यह सक्रिय रूप से 21700 बैटरी के उत्पादन का अनुसरण कर रही है), बीवाईडी (पावर) बैटरी मुख्य रूप से वर्ग एल्यूमीनियम के गोले हैं), कैथोड सामग्री मुख्य रूप से लिथियम आयरन फॉस्फेट है, और यह टर्नरी बैटरी के अनुसंधान और विकास और तकनीकी भंडार का संचालन भी कर रही है, CATL (उत्पाद मुख्य रूप से वर्ग एल्यूमीनियम शेल बैटरी हैं, और कैथोड सामग्री में शामिल हैं लिथियम आयरन फॉस्फेट और टर्नरी। लिथियम आयरन फॉस्फेट तकनीकी मार्ग मुख्य रूप से ऊर्जा भंडारण और बसों में उपयोग किया जाता है, CATL ने 2015 में पूरी तरह से टर्नरी सामग्री की ओर रुख करना शुरू कर दिया, बीएमडब्ल्यू, जेली और अन्य कंपनियों की यात्री कारों के लिए टर्नरी बैटरी पैक प्रदान किया), गुओक्सुआन हाई-टेक (मुख्य रूप से स्क्वायर पैकेजिंग के रूप में, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में लिथियम लौह फॉस्फेट और टर्नरी सामग्री शामिल है), टियांजिनलिसेन, आदि।

सामान्य तौर पर, तीन पैकेजिंग प्रकार के बेलनाकार, चौकोर और सॉफ्ट पैक के अपने फायदे और नुकसान होते हैं, और प्रत्येक बैटरी का अपना प्रमुख क्षेत्र होता है। पैकेजिंग फॉर्म की विशेषताओं के साथ संयुक्त बैटरी, उत्पाद अनुप्रयोग फ़ील्ड, उत्पाद विशेषताओं इत्यादि की भौतिक विशेषताओं के अनुसार सर्वोत्तम पैकेजिंग विधि निर्धारित की जा सकती है। हालाँकि, प्रत्येक पैकेजिंग प्रकार की बैटरी की अपनी तकनीकी कठिनाइयाँ होती हैं। अच्छी बैटरी डिज़ाइन में इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री, गर्मी, बिजली और यांत्रिकी जैसे कई क्षेत्रों में जटिल समस्याएं शामिल हैं, जो बैटरी डिजाइनरों के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे बढ़ाती हैं। लिथियम बैटरी वाले लोगों को अभी भी प्रयास जारी रखने की आवश्यकता है!