Všeobecně lze říci, že váčkové baterie se uplatní pro každou aplikaci, ale proč stále existují válcové, prizmatické a jiné články? Tyto typy mají své klady i nedostatky.
Válcové články
Válcové a prizmatické články jsou dvě nejoblíbenější možnosti na trhu.
Válcové lithiové články se snadno vyrábějí a jsou mechanicky stabilní, takže jsou trvale oblíbené. Jsou také velmi bezpečné, pokud vnitřní tlak příliš vzroste, většina článků je konstruována tak, aby praskla, což zmírňuje bezpečnostní rizika, a těží z dlouhé životnosti, atraktivní ceny a relativně nízkých nákladů na watthodinu, což z nich činí ekonomickou volbu.
Malé válcové články se obvykle používají v přenosných technologiích, jako jsou notebooky a lékařské přístroje. Velké válcové články jsou oblíbené u elektromobilů, což je rostoucí trh, který do značné míry pohání výrobce Tesla.
Prismatický článek
Klíčové výhody prizmatického lithiového článku spočívají v jeho tenkém profilu, efektivním využití prostoru; tenký obdélníkový tvar usnadňuje lepší vrstvení a větší flexibilitu. Není překvapením, že prizmatické články se obvykle nacházejí v mobilních telefonech, tabletech a dalších lehkých elektronických zařízeních.
Přestože prostorová efektivita činí prizmatické články velmi atraktivními, existuje několik nevýhod. Prizmatické články jsou nákladné na konstrukci a výrobu, což je následně prodražuje pro spotřebitele. Rychleji umírají, protože tepelné řízení je méně efektivní, a jsou poměrně citlivé na deformaci při vysokém tlaku. Mezi další nevýhody patří omezený počet standardizovaných velikostí a průměrně vyšší cena za watthodinu.
Pouch cell
V roce 1995 překvapil li-polymerový akumulátor svět radikální novou konstrukcí, tzv. pouch cell.
Pouch cell umožňuje nejefektivnější využití prostoru a dosahuje 90 až 95 % účinnosti balení, což je nejvyšší hodnota mezi akumulátory, výhodou je flexibilní velikost a bezpečnostní parametry. Odstranění kovového krytu snižuje hmotnost, ale článek potřebuje určitou alternativní podporu v prostoru pro baterii. Vakové balení najde uplatnění ve spotřebitelských, vojenských i automobilových aplikacích.
Měkké balení baterie je baleno v hliníkové plastové fólii. Když dojde k bezpečnostnímu problému, baterie soft pack se zpravidla vyboulí, nevybuchne jako ocelové pouzdro nebo hliníkové pouzdro.
Plášťová nebo hliníková plášťová baterie exploduje; hmotnost je nízká, hmotnost soft pack baterie je o 40 % nižší než ekvivalentní kapacita plášťové lithiové baterie, o 20 % nižší než hliníková plášťová lithiová baterie; vnitřní odpor je malý, vnitřní odpor soft pack baterie je lehčí Baterie je malá, což může výrazně snížit vlastní spotřebu baterie; cyklický výkon je dobrý, cyklická životnost soft pack baterie je prodloužena, útlum 100 cyklů je o 4 % ~ 7 % nižší než u hliníkové skořepiny; konstrukce je flexibilní, velikost může být libovolná a tvar může být tenčí, lze ji přizpůsobit podle potřeb zákazníka, vyvinout nové modely baterií.
Výrobu stohovacích sáčkových článků si prosím prohlédněte:
Výrobní technika
Stohovací proces je výrobní proces lithium-polymerových baterií, při kterém se kladná elektroda, záporná elektroda rozřeže na malé kousky a laminuje se separátor, aby se vytvořil malý článek, a jeden článek se paralelně stohuje, aby se vytvořil velký článek.
Použitá technologie stohování bateriových článků má výhody malého vnitřního odporu, dlouhé životnosti, vysokého využití prostoru a vysoké hustoty energie po seskupení. Pokud jde o výkonnost baterie, ve srovnání s technologií vinutí může technologie stohování laminací zvýšit energetickou hustotu baterie o 5 %, zvýšit životnost cyklu o 10 % a snížit náklady o 5 % za stejných podmínek.
Stacking vs. Winding Cell: https://blog.grepow.com/cell-stacking-definition-grepow-battery-technology/
8 Výhody volby pouch cell baterie
- Flexibilita lithiové baterie
Kompletně sestavené baterie s vestavěnou BMS jako standardní bateriový modul. Moduly lze sestavit v paralelním uspořádání pro zvýšení kapacity nebo v sériovém uspořádání pro zvýšení napětí. V případě potřeby může BMS nabídnout výstupní kabel pro komunikaci. Tyto bateriové moduly lze nabíjet samostatně nebo jako celou sadu baterií, pokud jsou sestaveny.
- Životnost cyklu
Testovali jsme článek, který byl náhodně vybrán z montážní linky. Po zrychleném ekvivalentu více než 4 400 nabíjecích cyklů konstantního cyklování tento článek s kapacitou 10 AH stále zaznamenával přibližně 9 AH. To je velmi působivý malý pokles úložné kapacity po 12 letech přibližně o 10 %.
- Spolehlivost
Kde jeden článek selže, převezme ho jiný. Jednotlivé vadné články můžete vyměnit, zatímco zbytek systému bude nadále bezchybně fungovat, což zvyšuje spolehlivost systému.
Příklad 36voltový balíček o kapacitě 10 AH bude vyžadovat pouze 12 svařených váčkových článků. Pokud by stejná aplikace používala válcové články 18650, vyžadovala by 72 kusů 1,5 Ah článků 18650 svařených dohromady. V sériovém řetězci, pokud má některý ze 72 článků problém, selže celý balíček. Navíc 72 článků znamená 144 uzlů, přičemž každý uzel představuje jednu potenciální závadu. Sada na bázi válce tedy není tak spolehlivá jako elektricky ekvivalentní sada sáčkových článků, která by měla pouze 24 uzlů. Kromě toho je postup svařování váčkových článků mnohem spolehlivější než svařování válcových článků.
- Vylepšené skladování energie
Kapacita skladování energie váčkových článků je v daném fyzickém prostoru mnohem větší ve srovnání s válcovými články.
- Bezpečnost
Kdykoli mají váčkové nebo válcové články vnitřní problémy, vzniká v nich tlak a nabobtnají. V těchto ojedinělých situacích váčkové buňky pouze nabobtnají. Válcové články jsou tradičně uzavřeny v železném plášti, takže když se uvnitř válcového článku, jehož konce jsou drženy v zajetí jiných baterií nebo pouzdra, nahromadí tlak, mohou doslova explodovat, což by mohlo vést k nebezpečnému ohrožení bezpečnosti.
- Hmotnost
Typicky váží váčkové články méně než ekvivalentní prizmatické nebo válcové baterie. Energetická hustota plochých váčkových článků je větší než u jiných tvarovaných článků, ale její mnohem obtížnější výroba stohovatelných váčkových baterií, takže se tím testuje výrobní technika výrobce baterií.
- Jednotnost a konzistence
Celá řada váčkových článků společnosti Grepow je vyráběna automatickým zařízením, poté je ručně testována, aby se zajistilo, že kvalita každého článku odpovídá standardu, což eliminuje lidskou chybu u ručně vyráběných článků a umožňuje, aby každý článek měl jednotnost a konzistenci.
- Včetně inteligentního systému BMS
Jednou z dalších výhod použití váčkových článků pro menší aplikace je skutečnost, že společnost Grepow může k balení dodat systém BMS (Battery Management System), který baterie vyrovnává a chrání je před přebíjením a nadměrným vybíjením.
Baterie s váčkovými články se uplatní v různých oblastech
Všeobecně lze říci, že baterie s váčkovými články se uplatní v každé aplikaci, záleží na jejich tvaru a požadavcích na parametry.
Není pochyb o tom, že váčkové články mají mnoho výhod než jiné typy článků, ale nehodí se pro všechny aplikace, alespoň prozatím.
Tesla s válcovým článkem 18650
Válcový článek je stále nejběžnějším typem, se kterým se můžeme setkat, například v automobilovém průmyslu Tesla a BYD stále používají válcovou baterii 18650. V porovnání s pouzdrovými nebo prizmatickými články lze válcové články, jako je 18650, vyrábět rychleji; za hodinu se tak díky jejich konfiguraci vyrobí více kWh článku – další důvod nižší ceny za kWh.
Další výhodou válcových článků oproti plochým článkům (např. pouzdrovým, prizmatickým) je, že jejich elektrody jsou rovnoměrně a pevně navinuty a uzavřeny v kovovém pouzdře. Tím se minimalizuje rozpad materiálu elektrod vlivem mechanických vibrací, tepelných cyklů při nabíjení a vybíjení a mechanické roztažnosti vodičů proudu uvnitř článku vlivem tepelných cyklů.
Takže při více než 7 000 „18650 článcích“ v malé napájecí sadě Tesla je pravděpodobnost špatného spojení v jednom z více než 14 000 rozhraní docela vysoká. Ne, pokud k sobě svorky článků přivaříte pomocí konektorových výstupků.
Mnoho článků je zapojeno do série, aby se vytvořilo napětí; pak jsou tyto sériové řady navzájem paralelně propojeny, aby se zvýšil proud. Pokud se tedy jeden článek pokazí, jeho dopad na celý balíček je malý. Když však velké prizmatické články odejdou na jih, může to znamenat, že významné % napájecího balíčku je v problémech.
Trendy pouzdrových článků
Není však pochyb o tom, že trendem na trhu je větší využití pouzdrových článků, a to díky jejich větší flexibilitě tvaru a možnosti vyrábět elegantně vypadající výrobky. Atraktivnější je také výhoda nízkého vnitřního odporu a delší životnost baterií také snižuje dodatečné náklady zákazníků na výměnu baterií/výrobků. Naši zákazníci to mohou využít jako velký prodejní argument k přilákání čerstvých uživatelů, což se dokonale hodí pro 3C produkty, jako jsou nositelná zařízení, chytré telefony, reproduktory atd.
Výhody měkkých baterií z hlediska bezpečnosti a hustoty energie také získávají stále větší pozornost. Z pohledu nové kapacity napájecích baterií v letošním roce tvořily baterie soft pack 30 %. Míra rozšíření budoucích baterií soft pack v oblasti nových energetických vozidel se bude postupně zvyšovat.
Z hlediska nákladů se většina oblastí výroby hliníkových plastových fólií dováží z Japonska a Jižní Koreje, podíl čínské výroby je menší než 10 %, což ztěžuje snížení výrobních nákladů baterií sáčkových článků.
V současné době je japonská technologie výroby hliníkových plastových fólií skutečně na přední světové úrovni. Po získání příslušné výrobní linky a patentu prostřednictvím akvizice lze náklady na hliníkovou plastovou fólii snížit přibližně o 20 % až 30 %, což snižuje náklady na sáčkové článkové baterie a odpovídá poptávce po masovější výrobě.
Spojte se s firmou Grepow
Jsme rádi, že s vámi můžeme spolupracovat, pokud máte zájem o naši službu rychlého odběru vzorků nebo jiná řešení, neváhejte nás kontaktovat.
Co je to technologie stohování článků
Důležitost separátoru bateriového článku
Grepow spouští službu rychlého odběru vzorků baterií