Литий батареяларының қаптамасының пішіндері үш аяқты, яғни ең көп қолданылатын үш цилиндр, жұмсақ пакеттер мен квадраттар. Үш қаптама пішінінің өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар және оларды пайдалануына қарай таңдауға болады.

1. Цилиндрлік

Цилиндрлік литий батареясын алғаш рет 1992 жылы Жапонияда SONY компаниясы ойлап тапты. 18650 цилиндрлік литий батареясының ұзақ тарихы болғандықтан, нарыққа ену жылдамдығы жоғары. Цилиндрлік литий батареясы жетілген орау процесін, автоматтандырудың жоғары дәрежесін және өнім сапасын тұрақты және салыстырмалы түрде төмен құнын қабылдайды. Цилиндрлік литий батареяларының көптеген түрлері бар, мысалы, 17490, 14650, 18650, 26650,

21700 және т.б. Цилиндрлік литий батареялары Жапония мен Оңтүстік Кореядағы литий батареяларын шығаратын компаниялар арасында танымал.

Цилиндрлік орам түрінің артықшылықтарына жетілген орау процесі, автоматтандырудың жоғары дәрежесі, жоғары өндіріс тиімділігі, жақсы консистенциясы және салыстырмалы түрде төмен құны жатады. Кемшіліктерге цилиндрлік пішіннен туындаған кеңістікті пайдаланудың төмендігі және радиалды жылу өткізгіштігінің нашарлығынан туындаған температураның таралуы жатады. Күте тұрыңыз. Цилиндрлік аккумулятордың радиалды жылу өткізгіштігі нашар болғандықтан, аккумулятордың орамаларының саны тым көп болмауы керек (18650 аккумуляторының орамаларының саны жалпы алғанда шамамен 20 айналымды құрайды), сондықтан мономердің сыйымдылығы аз және электр көліктерінде қолдану үшін аккумулятордың үлкен көлемі қажет. Мономерлер батарея модульдері мен батарея жинақтарын құрайды, бұл қосылымның жоғалуын және басқару күрделілігін айтарлықтай арттырады.

Сурет 1. 18650 цилиндрлік аккумулятор

Цилиндрлік қаптамаға арналған типтік компания жапондық Panasonic болып табылады. 2008 жылы Panasonic және Tesla алғаш рет ынтымақтасады және 18650 литий кобальт оксидінің аккумуляторын Tesla-ның бірінші Roadster моделі қабылдады. 2014 жылы Panasonic компаниясы Tesla компаниясымен бірлескен Gigafactory, супер аккумулятор зауытын салу туралы жариялады және екеуінің арасындағы қарым-қатынас одан әрі дамыды. Panasonic электр көліктері 18650 аккумуляторды пайдалануы керек деп есептейді, тіпті бір батарея істен шыққан жағдайда да ол 2-суретте көрсетілгендей бүкіл жүйенің жұмысына әсер етпейді.

сурет

Сурет 2. Неліктен 18650 цилиндрлік аккумуляторды таңдау керек

Қытайда цилиндрлік литий батареяларын шығаратын ірі кәсіпорындар да бар. Мысалы, BAK Battery, Jiangsu Zhihang, Tianjin Lishen, Shanghai Delangeng және басқа да кәсіпорындар Қытайдағы цилиндрлік литий батареяларының жетекші орнында. Темір-литий батареялары және Инлонг жылдам зарядталатын автобустар цилиндрлік қаптама түрінде литий титанатты батареяларды пайдаланады.

1-кесте: 10 жылғы біртұтас энергия тығыздығы бойынша цилиндрлік аккумуляторлар шығаратын ең үздік 2017 компанияның және олардың сәйкес үлгілерінің орнатылған қуатының статистикасы

сурет

2. Жұмсақ сөмке

Жұмсақ қаптамадағы литий батареяларында қолданылатын негізгі материалдар — оң электродтық материалдар, теріс электродтық материалдар және сепараторлар — дәстүрлі болат және алюминий қабықшалы литий батареяларынан айтарлықтай ерекшеленбейді. Ең үлкен айырмашылық – икемді орау материалы (алюминий-пластикалық композициялық пленка). Бұл жұмсақ пакеттік литий батареяларындағы ең маңызды және техникалық қиын материал. Иілгіш қаптама материалдары әдетте үш қабатқа бөлінеді, атап айтқанда, сыртқы тосқауыл қабаты (нейлон BOPA немесе PET нейлоннан тұратын сыртқы қорғаныс қабаты), тосқауыл қабаты (ортаңғы қабаттағы алюминий фольга) және ішкі қабат (көп функциялы жоғары тосқауыл қабаты). ).

Сурет 3. Алюминий пластикалық пленка құрылымы

Орам материалы мен қапшық жасушаларының құрылымы оларға бірқатар артықшылықтар береді. 1) Қауіпсіздік көрсеткіштері жақсы. Жұмсақ батарея құрылымында алюминий-пластикалық пленкамен оралған. Қауіпсіздік мәселесі туындаған кезде жұмсақ батарея әдетте жарылып, жарылып кетеді және жарылып кетпейді. 2) Жеңіл салмақ, жұмсақ қаптама батареясының салмағы бірдей сыйымдылығы бар болат корпусты литий батареясынан 40% жеңіл және алюминий қабықшалы литий батареясынан 20% жеңіл. 3) Кішігірім ішкі қарсылық, жұмсақ батареяның ішкі кедергісі литий батареясынан кішірек, бұл батареяның өзін-өзі тұтынуын айтарлықтай азайтады. 4) Цикл өнімділігі жақсы, жұмсақ пакеттік батареяның қызмет ету мерзімі ұзағырақ және 100 циклден кейінгі ыдырау алюминий корпусына қарағанда 4% – 7% аз. 5) Дизайн икемді, пішінді кез келген пішінге өзгертуге болады, ол жұқа болуы мүмкін және тұтынушылардың қажеттіліктеріне сәйкес жаңа ұяшық үлгілерін жасауға болады. Жұмсақ батареялардың кемшіліктері нашар консистенция, жоғары баға, оңай ағып кету және жоғары техникалық шек болып табылады.

сурет

Сурет 4. Жұмсақ пакет батареясының құрамы

Оңтүстік Кореяның LG және жапондық ASEC сияқты әлемдік деңгейдегі аккумулятор өндірушілерінде Nissan, Chevrolet және Ford сияқты ірі автомобиль компанияларының электрлік үлгілерінде және қосылатын гибридті модельдерінде қолданылатын, жаппай өндірілген жұмсақ пакеттік қуат батареялары бар. әлемдегі ең ірі үш өндіру және сату моделі. Жапырақ және вольт. менің елімнің аккумуляторлық алыбы Вансяң және кейінірек шыққан Funeng Technology, Yiwei Lithium Energy, Polyfluoride және Gateway Power компаниялары да BAIC және SAIC сияқты ірі автомобиль компанияларын жеткізу үшін жұмсақ пакеттік аккумуляторларды жаппай өндіруді бастады.

3. Шаршы батарея

Төртбұрышты батареялардың танымалдығы Қытайда өте жоғары. Соңғы жылдары автомобиль батареяларының өсуімен көлік құралының круиздік диапазоны мен батарея сыйымдылығы арасындағы қайшылық барған сайын айқын бола бастады. Отандық қуат аккумуляторын өндірушілер көбінесе батарея қуатының тығыздығы жоғары алюминий қабықшалы шаршы батареяларды пайдаланады. , Шаршы пішінді аккумулятордың құрылымы салыстырмалы түрде қарапайым болғандықтан, қабығы және жарылыстан қорғайтын қауіпсіздік клапандары бар аксессуарлар ретінде беріктігі жоғары тот баспайтын болатты пайдаланатын цилиндрлік аккумулятордан айырмашылығы, жалпы керек-жарақтардың салмағы жеңіл және энергия тығыздығы салыстырмалы түрде жоғары. Шаршы аккумулятор корпусы негізінен алюминий қорытпасынан, тот баспайтын болаттан және басқа материалдардан жасалған және ораманы немесе ламинациялау процесін ішкі пайдалану, батареяны қорғау алюминий-пластикалық пленка батареясынан (яғни жұмсақ батареядан) жақсырақ, және батареяның қауіпсіздігі салыстырмалы түрде цилиндрлік. Батарея типтері де айтарлықтай жетілдірілді.

Сурет 5. Шаршы жасушаның құрылымы

Дегенмен, шаршы литий батареясын өнімнің өлшеміне сәйкес реттеуге болатындықтан, нарықта мыңдаған модельдер бар және модельдер тым көп болғандықтан, процесті біріктіру қиын. Кәдімгі электронды өнімдерде төртбұрышты батареяларды пайдалануда ешқандай проблема жоқ, бірақ бірнеше сериялы және параллельді қажет ететін өнеркәсіптік жабдық өнімдері үшін стандартталған цилиндрлік литий батареяларын қолданған дұрыс, осылайша өндіріс процесі кепілдендірілген және ауыстыруды табу оңайырақ. келешекте. Батарея.

Квадратты орау процесі ретінде пайдаланатын отандық және шетелдік компаниялар негізінен Samsung SDI (ораудың пішіні негізінен төртбұрышты, ал оң электрод материалы үштік NCM және NCA материалдарын пайдаланады. Ол 21700 аккумулятор өндірісін белсенді түрде қадағалайды), BYD (қуат) қамтиды. аккумуляторлар негізінен төртбұрышты алюминий қабықтары), катодтық материал негізінен литий темір фосфаты болып табылады, сонымен қатар үш реттік батареялардың ғылыми-зерттеу және әзірлеу және техникалық резервтерін жүргізді), CATL (өнімдер негізінен төртбұрышты алюминий қабықшалы батареялар және катодты материалға кіреді литий темір фосфаты және үштік Литий темір фосфатының техникалық жолы Негізінен энергия сақтау және автобустарда қолданылатын CATL 2015 жылы толық үштік материалдарға бет бұра бастады, BMW, Geely және басқа компаниялардың жеңіл автокөліктері үшін үштік аккумулятор пакеттерін қамтамасыз етеді), Guoxuan Hi-Tech (негізінен төртбұрышты қаптама түрінде және оң электрод материалына литий темір фосфаты және үштік материалдар кіреді), ТяньцзиньЛишен және т.б.

Жалпы алғанда, цилиндрлік, шаршы және жұмсақ қаптамалардың үш қаптамасының өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар және әрбір аккумулятордың өзінің басым өрісі бар. Ең жақсы орау әдісін аккумулятордың материалдық сипаттамаларына, өнімді қолдану өрістеріне, өнім сипаттамаларына және т.б. орау пішінінің сипаттамаларымен біріктірілген түрде анықтауға болады. Дегенмен, аккумулятордың әр орауыш түрінің өзіндік технологиялық қиындықтары бар. Жақсы батарея дизайны электрохимия, жылу, электр және механика сияқты көптеген салалардағы күрделі мәселелерді қамтиды, бұл батарея дизайнерлеріне жоғары талаптар қояды. Литий батареялары адамдар әлі де күш салуы керек!