Існуе тры асноўныя тыпылітый-іённыя акумулятары(літый-іённыя): цыліндрычныя элементы, прызматычныя элементы і пакуначныя элементы. У індустрыі электрамабіляў найбольш перспектыўныя распрацоўкі круцяцца вакол цыліндрычных і прызматычных элементаў. Нягледзячы на ​​тое, што цыліндрычны фармат акумулятараў быў найбольш папулярным у апошнія гады, некалькі фактараў сведчаць аб тым, што прызматычныя элементы могуць заняць пазіцыю.

Што такоеПрызматычныя клеткі

Апрызматычная клетка— гэта элемент, хімічны склад якога заключаны ў цвёрды корпус. Яго прамавугольная форма дазваляе эфектыўна размяшчаць некалькі блокаў у акумулятарным модулі. Існуе два тыпы прызматычных элементаў: электродныя лісты ўнутры корпуса (анод, сепаратар, катод) альбо складзеныя, альбо згорнутыя і расплюшчаныя.

Пры тым жа аб'ёме шматслаёвыя прызматычныя ячэйкі могуць вызваляць больш энергіі адначасова, забяспечваючы лепшую прадукцыйнасць, тады як плоскія прызматычныя ячэйкі ўтрымліваюць больш энергіі, забяспечваючы большую даўгавечнасць.

Прызматычныя ячэйкі ў асноўным выкарыстоўваюцца ў сістэмах назапашвання энергіі і электрамабілях. Іх большы памер робіць іх дрэннымі кандыдатамі для меншых прылад, такіх як электравеласіпеды і мабільныя тэлефоны. Таму яны лепш падыходзяць для энергаёмістых прымяненняў.

Што такое цыліндрычныя ячэйкі

Ацыліндрычная ячэйка— гэта элемент, заключаны ў цвёрды цыліндрычны корпус. Цыліндрычныя элементы маюць невялікія і круглыя ​​формы, што дазваляе ўсталёўваць іх у прылады любога памеру. У адрозненне ад іншых фарматаў акумулятараў, іх форма прадухіляе ўздуцце — непажаданую з'яву ў акумулятарах, калі газы назапашваюцца ў корпусе.

Цыліндрычныя элементы спачатку выкарыстоўваліся ў ноўтбуках, якія ўтрымлівалі ад трох да дзевяці элементаў. Затым яны набылі папулярнасць, калі Tesla выкарыстала іх у сваіх першых электрамабілях (Roadster і Model S), якія ўтрымлівалі ад 6000 да 9000 элементаў.

Цыліндрычныя элементы таксама выкарыстоўваюцца ў электравеласіпедах, медыцынскіх прыладах і спадарожніках. Яны таксама важныя ў касмічных даследаваннях з-за сваёй формы; іншыя фарматы элементаў дэфармаваліся б пад уздзеяннем атмасфернага ціску. Напрыклад, апошні марсаход, адпраўлены на Марс, працуе з выкарыстаннем цыліндрычных элементаў. Высокапрадукцыйныя электрычныя гоначныя аўтамабілі Формулы E выкарыстоўваюць у сваіх акумулятарах тыя ж самыя элементы, што і марсаход.

Асноўныя адрозненні паміж прызматычнымі і цыліндрычнымі клеткамі

Форма — не адзінае, што адрознівае прызматычныя і цыліндрычныя элементы. Іншыя важныя адрозненні ўключаюць іх памер, колькасць электрычных злучэнняў і выходную магутнасць.

Памер

Прызматычныя ячэйкі значна большыя за цыліндрычныя і таму ўтрымліваюць больш энергіі на ячэйку. Каб даць прыблізнае ўяўленне пра розніцу, адна прызматычная ячэйка можа ўтрымліваць такую ​​ж колькасць энергіі, як і ад 20 да 100 цыліндрычных ячэек. Меншы памер цыліндрычных ячэек азначае, што іх можна выкарыстоўваць для задач, якія патрабуюць меншай магутнасці. У выніку яны выкарыстоўваюцца для больш шырокага дыяпазону прымянення.

Падключэнні

Паколькі прызматычныя элементы большыя за цыліндрычныя, для дасягнення той жа колькасці энергіі патрабуецца менш элементаў. Гэта азначае, што пры тым жа аб'ёме батарэі, якія выкарыстоўваюць прызматычныя элементы, маюць менш электрычных злучэнняў, якія патрабуюць зваркі. Гэта вялікая перавага прызматычных элементаў, бо менш магчымасцей для вытворчых дэфектаў.

Магутнасць

Цыліндрычныя элементы могуць захоўваць менш энергіі, чым прызматычныя, але яны маюць большую магутнасць. Гэта азначае, што цыліндрычныя элементы могуць разраджаць сваю энергію хутчэй, чым прызматычныя. Прычына ў тым, што яны маюць больш злучэнняў у ампер-гадзіну (Аг). У выніку цыліндрычныя элементы ідэальна падыходзяць для высокапрадукцыйных прыкладанняў, тады як прызматычныя элементы ідэальна падыходзяць для аптымізацыі энергаэфектыўнасці.

Прыкладамі выкарыстання высокапрадукцыйных акумулятараў з'яўляюцца гонныя аўтамабілі Формулы E і верталёт Ingenuity на Марсе. Абодва патрабуюць надзвычайнай прадукцыйнасці ў экстрэмальных умовах.

Чаму прызматычныя клеткі могуць заняць пазіцыю

Індустрыя электрамабіляў хутка развіваецца, і незразумела, ці будуць пераважаць прызматычныя ці цыліндрычныя элементы. На дадзены момант цыліндрычныя элементы больш распаўсюджаныя ў індустрыі электрамабіляў, але ёсць падставы меркаваць, што прызматычныя элементы будуць набіраць папулярнасць.

Па-першае, прызматычныя ячэйкі даюць магчымасць знізіць выдаткі за кошт скарачэння колькасці вытворчых этапаў. Іх фармат дазваляе вырабляць большыя ячэйкі, што памяншае колькасць электрычных злучэнняў, якія неабходна чысціць і зварваць.

Прызматычныя батарэі таксама з'яўляюцца ідэальным фарматам для літый-жалеза-фасфатнай (LFP) хіміі, якая ўяўляе сабой спалучэнне больш танных і даступных матэрыялаў. У адрозненне ад іншых хімічных рэчываў, LFP-батарэі выкарыстоўваюць рэсурсы, якія ёсць паўсюль на планеце. Ім не патрэбныя рэдкія і дарагія матэрыялы, такія як нікель і кобальт, якія павялічваюць кошт іншых тыпаў элементаў.

Ёсць важкія прыкметы таго, што з'яўляюцца прызматычныя элементы LFP. У Азіі вытворцы электрамабіляў ужо выкарыстоўваюць акумулятары LiFePO4, тып акумулятараў LFP у прызматычным фармаце. Tesla таксама заявіла, што пачала выкарыстоўваць прызматычныя акумулятары, вырабленыя ў Кітаі, для стандартных версій сваіх аўтамабіляў.

Аднак хімія LFP мае істотныя недахопы. Па-першае, яна ўтрымлівае менш энергіі, чым іншыя хімічныя рэчывы, якія выкарыстоўваюцца ў цяперашні час, і таму не можа выкарыстоўвацца для высокапрадукцыйных аўтамабіляў, такіх як электрамабілі Формулы-1. Акрамя таго, сістэмам кіравання акумулятарам (BMS) цяжка прадказаць узровень зарада акумулятара.

Вы можаце паглядзець гэта відэа, каб даведацца больш праЛФПхімія і чаму яна набірае папулярнасць.