Ёсць тры асноўных тыпулітый-іённыя батарэі(літый-іённыя): цыліндрычныя элементы, прызматычныя элементы і мяшочныя элементы.У індустрыі электрамабіляў найбольш перспектыўныя распрацоўкі круцяцца вакол цыліндрычных і прызматычных вочак.У той час як цыліндрычны фармат акумулятара быў самым папулярным у апошнія гады, некаторыя фактары паказваюць, што прызматычныя элементы могуць заняць верх.

ШтоПрызматычныя клеткі

Апрызматычная клетка- гэта клетка, хімічны склад якой заключаны ў цвёрдую абалонку.Яго прастакутная форма дазваляе эфектыўна складваць некалькі блокаў у адзін акумулятарны модуль.Ёсць два тыпы прызматычных элементаў: электродныя лісты ўнутры корпуса (анод, сепаратар, катод) альбо складзеныя ў стос, альбо згорнутыя і расплюшчаныя.

Пры аднолькавым аб'ёме складзеныя прызматычныя ячэйкі могуць адначасова вылучаць больш энергіі, забяспечваючы лепшую прадукцыйнасць, у той час як сплюшчаныя прызматычныя ячэйкі ўтрымліваюць больш энергіі, забяспечваючы большую трываласць.

Прызматычныя элементы ў асноўным выкарыстоўваюцца ў сістэмах захоўвання энергіі і электрамабілях.Іх большы памер робіць іх дрэннымі кандыдатамі для меншых прылад, такіх як электронныя ровары і мабільныя тэлефоны.Такім чынам, яны лепш падыходзяць для энергаёмістых прыкладанняў.

Што такое цыліндрычныя вочкі

Ацыліндрычная клеткаўяўляе сабой клетку, зняволеную ў цвёрды цыліндр.Цыліндрычныя вочкі невялікія і круглыя, што дазваляе ўкладваць іх у прылады ўсіх памераў.У адрозненне ад іншых фарматаў батарэй, іх форма прадухіляе набраканне, непажаданую з'яву ў батарэях, калі газы назапашваюцца ў корпусе.

Цыліндрычныя ячэйкі былі ўпершыню выкарыстаны ў ноўтбуках, якія змяшчалі ад трох да дзевяці вочак.Потым яны набылі папулярнасць, калі кампанія Tesla выкарыстала іх у сваіх першых электрамабілях (Roadster і Model S), якія ўтрымлівалі ад 6000 да 9000 элементаў.

Цыліндрычныя элементы таксама выкарыстоўваюцца ў электронных роварах, медыцынскіх прыборах і спадарожніках.Яны таксама важныя ў даследаванні космасу з-за сваёй формы;іншыя фарматы клетак будуць дэфармавацца пад уздзеяннем атмасфернага ціску.Напрыклад, апошні марсаход, адпраўлены на Марс, працуе з дапамогай цыліндрычных клетак.Высокапрадукцыйныя гоначныя электрычныя баліды Формулы Е выкарыстоўваюць тыя ж элементы, што і марсаход у сваёй батарэі.

Асноўныя адрозненні паміж прызматычнымі і цыліндрычнымі ячэйкамі

Форма - гэта не адзінае, што адрознівае прызматычныя і цыліндрычныя клеткі.Іншыя важныя адрозненні ўключаюць іх памер, колькасць электрычных злучэнняў і выхадную магутнасць.

Памер

Прызматычныя клеткі значна большыя, чым цыліндрычныя, і таму ўтрымліваюць больш энергіі на клетку.Каб даць прыблізнае ўяўленне аб розніцы, адна прызматычная ячэйка можа ўтрымліваць такую ​​ж колькасць энергіі, як 20-100 цыліндрычных ячэек.Меншы памер цыліндрычных ячэек азначае, што іх можна выкарыстоўваць для прыкладанняў, якія патрабуюць меншай энергіі.У выніку яны выкарыстоўваюцца для больш шырокага спектру прымянення.

Сувязі

Паколькі прызматычныя клеткі большыя за цыліндрычныя, для дасягнення той жа колькасці энергіі патрабуецца менш клетак.Гэта азначае, што пры аднолькавым аб'ёме батарэі, якія выкарыстоўваюць прызматычныя элементы, маюць менш электрычных злучэнняў, якія трэба зварваць.Гэта з'яўляецца галоўнай перавагай для прызматычных клетак, таму што менш магчымасцей для вытворчых дэфектаў.

Магутнасць

Цыліндрычныя клеткі могуць захоўваць менш энергіі, чым прызматычныя клеткі, але яны валодаюць большай магутнасцю.Гэта азначае, што цыліндрычныя клеткі могуць разраджаць сваю энергію хутчэй, чым прызматычныя клеткі.Прычына ў тым, што яны маюць больш злучэнняў за ампер-гадзіну (Ah).У выніку цыліндрычныя элементы ідэальна падыходзяць для высокапрадукцыйных прымянення, у той час як прызматычныя элементы ідэальна падыходзяць для аптымізацыі энергаэфектыўнасці.

Прыклады прымянення высокапрадукцыйных акумулятараў ўключаюць гоначныя аўтамабілі Формулы E і верталёт Ingenuity на Марсе.Абодва патрабуюць экстрэмальных характарыстык у экстрэмальных умовах.

Чаму прызматычныя клеткі могуць браць верх

Індустрыя электрамабіляў хутка развіваецца, і пакуль невядома, ці будуць пераважаць прызматычныя або цыліндрычныя элементы.На дадзены момант цыліндрычныя ячэйкі больш распаўсюджаныя ў індустрыі электрамабіляў, але ёсць падставы меркаваць, што прызматычныя ячэйкі будуць набіраць усё большую папулярнасць.

Па-першае, прызматычныя клеткі даюць магчымасць знізіць выдаткі за кошт памяншэння колькасці этапаў вытворчасці.Іх фармат дазваляе вырабляць вочкі большага памеру, што памяншае колькасць электрычных злучэнняў, якія трэба зачышчаць і зварваць.

Прызматычныя батарэі таксама з'яўляюцца ідэальным фарматам для літый-жалеза-фасфатнай хіміі (LFP), сумесі матэрыялаў, якія больш танныя і даступныя.У адрозненне ад іншых хімікатаў, батарэі LFP выкарыстоўваюць рэсурсы, якія ёсць паўсюль на планеце.Яны не патрабуюць рэдкіх і дарагіх матэрыялаў, такіх як нікель і кобальт, якія павышаюць кошт іншых тыпаў элементаў.

Ёсць важкія сігналы аб з'яўленні прызматычных клетак LFP.У Азіі вытворцы электрамабіляў ужо выкарыстоўваюць батарэі LiFePO4, разнавіднасць батарэі LFP у прызматычным фармаце.Tesla таксама заявіла, што пачала выкарыстоўваць прызматычныя батарэі, вырабленыя ў Кітаі, для стандартных версій сваіх аўтамабіляў.

Аднак хімія LFP мае важныя мінусы.Па-першае, ён утрымлівае менш энергіі, чым іншыя хімікаты, якія выкарыстоўваюцца ў цяперашні час, і, такім чынам, не можа выкарыстоўвацца для высокапрадукцыйных транспартных сродкаў, такіх як электрамабілі Формулы-1.Акрамя таго, сістэмам кіравання батарэяй (BMS) цяжка прадказаць узровень зарада батарэі.

Вы можаце паглядзець гэта відэа, каб даведацца больш праLFPхімія і чаму яна набірае ўсё большую папулярнасць.