Форме паковања литијумских батерија су трокраке, односно три најчешће коришћена цилиндра, мека паковања и квадрати. Три облика паковања имају своје предности и мане и могу се бирати у складу са њиховом употребом.

1. Цилиндрични

Цилиндричну литијумску батерију је први пут измислила компанија СОНИ у Јапану 1992. Пошто 18650 цилиндрична литијумска батерија има дугу историју, стопа продора на тржиште је висока. Цилиндрична литијумска батерија усваја зрели процес намотавања, висок степен аутоматизације и квалитет производа Стабилан и релативно низак трошак. Постоји много типова цилиндричних литијумских батерија, као што су 17490, 14650, 18650, 26650,

21700 итд. Цилиндричне литијумске батерије су популарне међу компанијама литијумских батерија у Јапану и Јужној Кореји.

Предности цилиндричног типа намотаја укључују зрели процес намотавања, висок степен аутоматизације, високу ефикасност производње, добру конзистентност и релативно ниску цену. Недостаци укључују ниску искоришћеност простора узроковану цилиндричним обликом и дистрибуцијом температуре узроковану лошом радијалном топлотном проводљивошћу. Чекати. Због лоше радијалне топлотне проводљивости цилиндричне батерије, број обртаја намотаја батерије не би требало да буде превелик (број обртаја намотаја батерије 18650 је углавном око 20 завоја), па је капацитет мономера мали, а потребна је велика количина батерије за примену у електричним возилима. Мономери формирају батеријске модуле и пакете батерија, што значајно повећава губитак везе и сложеност управљања.

Слика 1. 18650 цилиндрична батерија

Типична компанија за цилиндрично паковање је јапански Панасониц. Године 2008. Панасоник и Тесла су први пут сарађивали, а литијум-кобалт оксидну батерију 18650 усвојио је први Теслин модел Роадстер. У 2014, Панасониц је најавио заједничко улагање са Теслом за изградњу Гигафабрике, фабрике супер батерија, а однос између њих је отишао даље. Панасониц сматра да електрична возила треба да користе 18650 батерија, тако да чак и ако једна батерија поквари, то неће утицати на рад целог система, као што је приказано на слици 2.

слика

Слика 2. Зашто одабрати 18650 цилиндричну батерију

У Кини постоје и велика предузећа која производе цилиндричне литијумске батерије. На пример, БАК Баттери, Јиангсу Зхиханг, Тиањин Лисхен, Схангхаи Делангенг и друга предузећа су на водећој позицији цилиндричних литијумских батерија у Кини. Гвожђе-литијумске батерије и Јинлонг аутобуси за брзо пуњење користе литијум-титанатне батерије, обе у облику цилиндричног паковања.

Табела 1: Статистика инсталисаног капацитета 10 најбољих компанија за производњу цилиндричних батерија и њихових одговарајућих модела у погледу појединачне густине енергије у 2017.

слика

2. Мека торба

Кључни материјали који се користе у меким литијумским батеријама – материјали позитивних електрода, материјали негативних електрода и сепаратори – не разликују се много од традиционалних литијумских батерија са челичним и алуминијумским омотачем. Највећа разлика је у флексибилном материјалу за паковање (алуминијум-пластична композитна фолија). То је најкритичнији и технички најтежи материјал у меким литијумским батеријама. Флексибилни материјали за паковање се обично деле на три слоја, наиме, спољашњи заштитни слој (обично спољашњи заштитни слој састављен од најлона БОПА или ПЕТ), слој баријере (алуминијумска фолија у средњем слоју) и унутрашњи слој (мултифункционални слој високе баријере). ).

Слика 3. Структура алуминијумске пластичне фолије

Материјал за паковање и структура врећастих ћелија дају им низ предности. 1) Безбедносне перформансе су добре. Софт-пацк батерија је упакована са алуминијум-пластичном фолијом у структури. Када дође до безбедносног проблема, мекана батерија ће генерално да пукне и напукне и неће експлодирати. 2) Мала тежина, тежина меке батерије је 40% лакша од оне литијумске батерије са челичним омотачем истог капацитета и 20% лакша од литијумске батерије са алуминијумском шкољком. 3) Мали унутрашњи отпор, унутрашњи отпор меке батерије је мањи од отпора литијумске батерије, што може у великој мери смањити самопотрошња батерије. 4) Перформансе циклуса су добре, животни век меке батерије је дужи, а пропадање након 100 циклуса је 4% до 7% мање него код алуминијумског кућишта. 5) Дизајн је флексибилан, облик се може променити у било који облик, може бити тањи, а нови модели ћелија могу се развити према потребама купаца. Недостаци меких батерија су лоша конзистенција, висока цена, лако цурење и висок технички праг.

слика

Слика 4. Састав батерија меког паковања

Произвођачи батерија светске класе као што су јужнокорејски ЛГ и јапански АСЕЦ имају масовно произведене софт-пацк батерије за напајање, које се користе у електричним моделима и плуг-ин хибридним моделима великих аутомобилских компанија као што су Ниссан, Цхевролет и Форд, укључујући три највећа светска модела производње и продаје. Леаф и Волт. гигант батерија моје земље Ванкианг и закашњеле компаније Фуненг Тецхнологи, Иивеи Литхиум Енерги, Полифлуориде и Гатеваи Повер такође су започели масовну производњу меких батерија за снабдевање великих аутомобилских компанија као што су БАИЦ и САИЦ.

3. Квадратна батерија

Популарност квадратних батерија је веома висока у Кини. Са порастом броја акумулатора за аутомобиле последњих година, контрадикција између домета возила и капацитета батерије постаје све израженија. Домаћи произвођачи електричних батерија углавном користе квадратне батерије са алуминијумском шкољком са великом густином енергије батерије. , Пошто је структура квадратне батерије релативно једноставна, за разлику од цилиндричне батерије, која користи нерђајући челик високе чврстоће као шкољку и прибор са сигурносним вентилима отпорним на експлозију, укупни додаци су мале тежине и релативно високе густине енергије. Квадратно кућиште батерије је углавном направљено од легуре алуминијума, нерђајућег челика и других материјала, а унутрашња употреба процеса намотавања или ламинирања, заштита батерије је боља од оне батерије од алуминијум-пластичне фолије (тј. мекана батерија), а сигурност батерије је релативно цилиндрична. Типске батерије су такође знатно побољшане.

Слика 5. Структура квадратне ћелије

Међутим, пошто се квадратна литијумска батерија може прилагодити према величини производа, на тржишту постоје хиљаде модела, а пошто има превише модела, процес је тешко објединити. Нема проблема у коришћењу квадратних батерија у обичним електронским производима, али за производе индустријске опреме који захтевају више серија и паралелно, најбоље је користити стандардизоване цилиндричне литијумске батерије, тако да је производни процес загарантован, а лакше је пронаћи замене. убудуће. Батерија.

Домаће и стране компаније које користе квадрат као процес паковања углавном укључују Самсунг СДИ (форма паковања је углавном квадратна, а материјал позитивне електроде користи тернарне НЦМ и НЦА материјале. Активно прати производњу 21700 батерија), БИД (напајање батерије су углавном квадратне алуминијумске шкољке), материјал катоде је углавном литијум гвожђе фосфат, а такође је спроводио истраживање и развој и техничке резерве тернарних батерија), ЦАТЛ (производи су углавном квадратне алуминијумске батерије, а материјал катоде укључује литијум гвожђе фосфат и тернарни Технички пут литијум гвожђе фосфат Углавном се користи у складиштењу енергије и аутобусима, ЦАТЛ је почео у потпуности да се окреће тројним материјалима 2015. године, обезбеђујући тернарне батерије за путничке аутомобиле БМВ, Геели и других компанија), Гуокуан Хи-Тецх (углавном у облику квадратног паковања, а материјал позитивне електроде укључује литијум гвожђе фосфат и тернарне материјале), ТиањинЛишен итд.

Генерално, три типа паковања цилиндричног, квадратног и меког паковања имају своје предности и недостатке, а свака батерија има своје доминантно поље. Најбољи метод паковања се може одредити према карактеристикама материјала батерије, областима примене производа, карактеристикама производа итд. у комбинацији са карактеристикама облика паковања. Међутим, свака врста паковања батерија има своје технолошке потешкоће. Добар дизајн батерија укључује сложене проблеме у многим областима као што су електрохемија, топлота, електрична енергија и механика, што поставља високе захтеве за дизајнере батерија. Људи са литијумским батеријама и даље морају да се труде!