Fomu za ufungaji wa betri za lithiamu zina miguu mitatu, yaani, mitungi mitatu inayotumiwa sana, pakiti za laini na mraba. Fomu tatu za ufungaji zina faida na hasara zao wenyewe, na zinaweza kuchaguliwa kulingana na matumizi yao.

1. Silinda

Betri ya lithiamu silinda ilivumbuliwa kwa mara ya kwanza na kampuni ya SONY nchini Japani mwaka wa 1992. Kwa sababu betri ya lithiamu ya silinda ya 18650 ina historia ndefu, kiwango cha kupenya soko ni cha juu. Betri ya silinda ya lithiamu inachukua mchakato wa kukomaa wa vilima, kiwango cha juu cha otomatiki, na ubora wa bidhaa Imara na gharama ya chini. Kuna aina nyingi za betri za silinda za lithiamu, kama vile 17490, 14650, 18650, 26650,

21700 n.k. Betri za silinda za lithiamu ni maarufu miongoni mwa kampuni za betri za lithiamu nchini Japani na Korea Kusini.

Faida za aina ya silinda ya vilima ni pamoja na mchakato wa kukomaa wa vilima, kiwango cha juu cha otomatiki, ufanisi wa juu wa uzalishaji, uthabiti mzuri, na gharama ya chini. Hasara ni pamoja na utumiaji wa nafasi ya chini unaosababishwa na umbo la silinda na usambazaji wa joto unaosababishwa na upitishaji duni wa joto wa radial. Subiri. Kwa sababu ya upitishaji duni wa mafuta ya betri ya silinda, idadi ya zamu ya vilima ya betri haipaswi kuwa nyingi sana (idadi ya zamu ya vilima ya betri ya 18650 kwa ujumla ni zamu 20), kwa hivyo uwezo wa monoma ni mdogo, na kiasi kikubwa cha betri kinahitajika kwa maombi katika magari ya umeme. Monomers huunda moduli za betri na pakiti za betri, ambayo huongeza sana upotezaji wa muunganisho na utata wa usimamizi.

Kielelezo 1. 18650 betri ya silinda

Kampuni ya kawaida ya ufungaji wa cylindrical ni Panasonic ya Japan. Mnamo 2008, Panasonic na Tesla walishirikiana kwa mara ya kwanza, na betri ya oksidi ya lithiamu cobalt 18650 ilipitishwa na mfano wa kwanza wa Tesla Roadster. Mnamo 2014, Panasonic ilitangaza ubia na Tesla kujenga Gigafactory, kiwanda cha betri bora, na uhusiano kati ya hao wawili ulikwenda mbali zaidi. Panasonic inaamini kuwa magari ya umeme yanapaswa kutumia betri 18650, ili hata kama betri moja itashindwa, haitaathiri uendeshaji wa mfumo mzima, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2.

picha

Kielelezo 2. Kwa nini kuchagua 18650 cylindrical betri

Pia kuna makampuni makubwa yanayozalisha betri za lithiamu silinda nchini Uchina. Kwa mfano, Betri ya BAK, Jiangsu Zhihang, Tianjin Lishen, Shanghai Delangeng na biashara nyinginezo ziko katika nafasi ya uongozi ya betri za silinda za lithiamu nchini China. Betri za chuma-lithiamu na mabasi ya Yinlong yanayochaji kwa haraka hutumia betri za lithiamu titanate, zote zikiwa katika mfumo wa kifungashio cha silinda.

Jedwali la 1: Takwimu za uwezo uliosakinishwa wa kampuni 10 bora za betri za silinda na miundo inayolingana kulingana na msongamano wa nishati moja mwaka wa 2017.

picha

2. Mfuko laini

Nyenzo muhimu zinazotumiwa katika betri za lithiamu za pakiti laini-nyenzo chanya za elektrodi, vifaa hasi vya elektrodi na vitenganishi-si tofauti sana na betri za jadi za chuma-shell na alumini-shell lithiamu. Tofauti kubwa zaidi ni nyenzo za ufungaji zinazobadilika (filamu ya alumini-plastiki ya composite). Ni nyenzo muhimu na ngumu zaidi ya kiufundi katika betri za lithiamu za pakiti laini. Nyenzo za ufungashaji nyumbufu kawaida hugawanywa katika tabaka tatu, yaani, safu ya kizuizi cha nje (kwa ujumla safu ya nje ya kinga inayoundwa na nailoni BOPA au PET), safu ya kizuizi (foil ya alumini kwenye safu ya kati) na safu ya ndani (safu ya kizuizi cha juu cha multifunctional. )

Kielelezo 3. Muundo wa filamu ya plastiki ya alumini

Nyenzo za ufungaji na muundo wa seli za pochi huwapa anuwai ya faida. 1) Utendaji wa usalama ni mzuri. Betri ya pakiti laini imefungwa na filamu ya alumini-plastiki katika muundo. Tatizo la usalama linapotokea, betri ya pakiti laini kwa ujumla itapasuka na kupasuka, na haitalipuka. 2) Uzito wa mwanga, uzito wa betri ya pakiti laini ni 40% nyepesi kuliko ile ya betri ya lithiamu ya shell ya chuma yenye uwezo sawa, na 20% nyepesi kuliko ile ya betri ya lithiamu shell ya alumini. 3) Upinzani mdogo wa ndani, upinzani wa ndani wa betri ya pakiti laini ni ndogo kuliko ile ya betri ya lithiamu, ambayo inaweza kupunguza sana matumizi ya betri ya kibinafsi. 4) Utendaji wa mzunguko ni mzuri, maisha ya mzunguko wa betri ya pakiti laini ni ndefu, na kuoza baada ya mizunguko 100 ni 4% hadi 7% chini ya ile ya kesi ya alumini. 5) Muundo ni rahisi, sura inaweza kubadilishwa kwa sura yoyote, inaweza kuwa nyembamba, na mifano mpya ya seli inaweza kuendelezwa kulingana na mahitaji ya wateja. Hasara za betri za pakiti laini ni uthabiti duni, gharama ya juu, uvujaji rahisi, na kiwango cha juu cha kiufundi.

picha

Kielelezo 4. Muundo wa betri ya pakiti laini

Watengenezaji wa betri za kiwango cha juu kama vile LG ya Korea Kusini na ASEC ya Japani wana betri za nguvu za pakiti laini, ambazo hutumika katika modeli za umeme na mifumo mseto ya kampuni kubwa za magari kama vile Nissan, Chevrolet na Ford, pamoja na aina tatu kubwa zaidi za uzalishaji na mauzo duniani. Jani na Volt. kampuni kubwa ya betri nchini mwangu Wanxiang na teknolojia ya baadaye ya Funeng Technology, Yiwei Lithium Energy, Polyfluoride, na Gateway Power pia wameanza uzalishaji mkubwa wa betri za pakiti laini ili kusambaza kampuni kubwa za magari kama vile BAIC na SAIC.

3. Betri ya mraba

Umaarufu wa betri za mraba ni juu sana nchini China. Kutokana na kuongezeka kwa betri za nguvu za magari katika miaka ya hivi karibuni, kinzani kati ya aina mbalimbali za usafiri wa magari na uwezo wa betri imezidi kudhihirika. Watengenezaji wa betri za nguvu za nyumbani hutumia zaidi betri za mraba za ganda la alumini zenye msongamano wa juu wa nishati ya betri. , Kwa sababu muundo wa betri ya mraba ni rahisi kiasi, tofauti na betri ya silinda, ambayo hutumia chuma cha pua chenye nguvu ya juu kama ganda na vifuasi vilivyo na vali za usalama zinazozuia mlipuko, viambajengo vya jumla vina uzani mwepesi na msongamano wa juu kiasi wa nishati. kesi ya betri ya mraba ni zaidi ya maandishi aloi ya alumini, chuma cha pua na vifaa vingine, na matumizi ya ndani ya vilima au mchakato lamination, ulinzi wa betri ni bora kuliko ile ya betri ya alumini-plastiki filamu (yaani soft-pack betri). na usalama wa betri ni cylindrical kiasi. Betri za aina pia zimeboreshwa sana.

Kielelezo 5. Muundo wa seli za mraba

Hata hivyo, kwa kuwa betri ya lithiamu ya mraba inaweza kubinafsishwa kulingana na ukubwa wa bidhaa, kuna maelfu ya mifano kwenye soko, na kwa sababu kuna mifano mingi, mchakato ni vigumu kuunganisha. Hakuna shida katika kutumia betri za mraba katika bidhaa za kawaida za elektroniki, lakini kwa bidhaa za vifaa vya viwandani ambazo zinahitaji safu nyingi na sambamba, ni bora kutumia betri za lithiamu za cylindrical sanifu, ili mchakato wa uzalishaji uhakikishwe, na ni rahisi kupata uingizwaji. katika siku za usoni. Betri.

Makampuni ya ndani na nje ya nchi ambayo hutumia mraba kama mchakato wa ufungaji hasa ni pamoja na Samsung SDI (fomu ya ufungaji ni ya mraba, na nyenzo chanya ya elektrodi hutumia nyenzo za NCM na NCA. Inafuatilia kikamilifu utengenezaji wa betri 21700), BYD (nguvu). betri ni hasa maganda ya alumini ya mraba), nyenzo za cathode ni phosphate ya chuma ya lithiamu, na pia imekuwa ikifanya utafiti na maendeleo na hifadhi ya kiufundi ya betri za ternary), CATL (bidhaa ni betri za ganda la alumini ya mraba, na nyenzo za cathode zinajumuisha. phosphate ya chuma ya lithiamu na ternary Njia ya kiufundi ya fosforasi ya chuma ya lithiamu Inatumika sana katika uhifadhi wa nishati na mabasi, CATL ilianza kugeukia kikamilifu vifaa vya ternary mnamo 2015, ikitoa pakiti za betri za ternary kwa magari ya abiria ya BMW, Geely na kampuni zingine), Guoxuan Hi-Tech. (hasa katika mfumo wa ufungaji mraba, na nyenzo chanya electrode ni pamoja na Lithium chuma phosphate na vifaa ternary), TianjinLishen na kadhalika.

Kwa ujumla, aina tatu za ufungaji wa pakiti za cylindrical, mraba na laini zina faida na hasara zao, na kila betri ina uwanja wake mkubwa. Njia bora ya ufungaji inaweza kuamua kulingana na sifa za nyenzo za betri, mashamba ya maombi ya bidhaa, sifa za bidhaa, nk pamoja na sifa za fomu ya ufungaji. Hata hivyo, kila aina ya ufungaji wa betri ina matatizo yake ya kiteknolojia. Muundo mzuri wa betri unahusisha matatizo changamano katika nyanja nyingi kama vile kemia ya kielektroniki, joto, umeme na ufundi, ambayo huweka mbele mahitaji ya juu kwa waundaji betri. Watu wa betri ya lithiamu bado wanahitaji kuendelea na juhudi!