Généralement, la batterie à poche peut s’appliquer à chaque application, mais pourquoi les cellules cylindriques, prismatiques et autres existent encore ? Ces types ont à la fois des qualités et des défauts.
Pile cylindrique
Les piles cylindriques et prismatiques sont deux des options les plus populaires sur le marché.
Les piles au lithium cylindriques sont faciles à fabriquer et mécaniquement stables, ce qui les rend durablement populaires. Elles sont également très sûres, si la pression interne devient trop importante, la plupart des cellules sont conçues pour se rompre, atténuant les risques de sécurité, et bénéficient d’une longévité, d’un prix attractif et d’un coût en watt par heure comparativement faible, ce qui en fait un choix économique.
Les petites cellules cylindriques sont généralement utilisées dans les technologies portables telles que les ordinateurs portables et les appareils médicaux. Les grandes cellules cylindriques sont populaires pour les véhicules électriques, un marché en pleine croissance largement porté par le constructeur Tesla.
Cellule prismatique
Les principaux avantages de la cellule prismatique au lithium résident dans son profil mince, une utilisation efficace de l’espace ; la forme mince et rectangulaire facilite une meilleure superposition et une flexibilité accrue. Sans surprise, les cellules prismatiques se retrouvent généralement dans les téléphones mobiles, les tablettes et autres appareils électroniques légers.
Alors que l’efficacité de l’espace rend les cellules prismatiques très attrayantes, plusieurs inconvénients existent. Les cellules prismatiques sont coûteuses à concevoir et à fabriquer, ce qui les rend plus chères pour les consommateurs. Elles meurent plus rapidement, car la gestion thermique est moins efficace, et sont relativement sensibles à la déformation dans des situations de haute pression. D’autres inconvénients incluent un nombre limité de tailles standardisées et un prix moyen plus élevé du watt par heure.
Pouch Cell
En 1995, le Li-polymère a surpris le monde des batteries avec un nouveau design radical, la cellule à poche.
La cellule à poche fait l’utilisation la plus efficace de l’espace et atteint une efficacité d’emballage de 90 à 95 pour cent, la plus élevée parmi les packs de batteries, des avantages de taille flexible et des performances de sécurité. L’élimination de l’enveloppe métallique réduit le poids, mais la cellule a besoin d’un autre support dans le compartiment de la batterie. Le pack à poche trouve des applications dans les secteurs grand public, militaire, ainsi que dans l’automobile.
La batterie à poche souple est emballée dans un film plastique en aluminium. Lorsqu’un problème de sécurité survient, la batterie soft pack se bombe généralement, n’explose pas comme un boîtier en acier ou un boîtier en aluminium.
La batterie à coque ou à coque en aluminium explose ; le poids est léger, le poids de la batterie soft pack est 40% plus léger que la capacité équivalente de la batterie au lithium à coque, 20% plus léger que la batterie au lithium à coque en aluminium ; la résistance interne est faible, la résistance interne de la batterie soft pack est plus légère La batterie est petite, ce qui peut réduire considérablement l’autoconsommation de la batterie ; la performance de cycle est bonne, la durée de vie de cycle de la batterie soft pack est prolongée, l’atténuation de 100 cycles est 4%~7% moins que celle de la coquille en aluminium ; la conception est flexible, la taille peut être arbitraire, et la forme peut être plus mince, peut être personnalisée selon les besoins des clients, développer de nouveaux modèles de batterie.
Production de cellules à pochettes empilables, veuillez consulter : Qu’est-ce que la technologie d’empilement de cellules ?
Technique de production
Le processus d’empilement est un processus de fabrication de batterie au lithium polymère dans lequel une électrode positive, une électrode négative est coupée en petits morceaux et un séparateur est laminé pour former une petite cellule, et une seule cellule est empilée en parallèle pour former une grande cellule.
La cellule de batterie utilisée la technologie d’empilement a les avantages de la petite résistance interne, la longue durée de vie, l’utilisation élevée de l’espace, et la haute densité d’énergie après le groupe. En termes de performance de la batterie, par rapport à la technologie de bobinage, la technologie d’empilement de stratification peut augmenter la densité d’énergie de la batterie de 5%, augmenter la durée de vie du cycle de 10% et réduire le coût de 5% dans les mêmes conditions.
L’empilement par rapport à la cellule d’enroulement : https://blog.grepow.com/cell-stacking-definition-grepow-battery-technology/
8 Avantages de choisir la batterie de cellules de poche
- La flexibilité du pack de batterie au lithium
Les packs de batterie complètement assemblés avec le BMS intégré comme un module de batterie standard. Les modules peuvent être assemblés dans une configuration parallèle pour augmenter la capacité, ou dans une configuration en série pour augmenter la tension. Si nécessaire, le BMS peut offrir un câble de sortie pour la communication. Ces modules de batterie peuvent être chargés séparément ou comme un pack de batterie entier s’ils sont assemblés.
- Durée de vie du cycle
Nous avons testé une cellule prise au hasard sur la chaîne de montage. Après l’équivalent accéléré de plus de 4 400 cycles de charge à cycle constant, cette cellule de 10 AH enregistrait encore environ 9 AH. C’est une petite baisse très impressionnante de la capacité de stockage après 12 ans d’environ 10%.
- Fiabilité
Lorsqu’une cellule est défaillante, une autre cellule prend le relais. Vous pouvez remplacer les unités uniques défectueuses pendant que le reste du système continue à fonctionner sans problème, augmente la fiabilité du système.
À titre d’exemple, un pack de 36 volts à 10 AH ne nécessitera que 12 cellules de poche soudées ensemble. Si cette même application devait utiliser des cellules cylindriques 18650, il faudrait 72 pièces de cellules 18650 de 1,5 Ah soudées ensemble. Dans une chaîne en série, si l’une des 72 cellules a un problème, le pack complet tombera en panne. De plus, 72 cellules signifient 144 nœuds, chaque nœud représentant un défaut potentiel. Ainsi, un pack à base cylindrique n’est pas aussi fiable qu’un pack électriquement équivalent à base de cellules de poche qui n’aurait que 24 nœuds. En outre, la procédure de soudage des cellules de poche est beaucoup plus fiable que celle des cellules cylindriques.
- Stockage d’énergie amélioré
La capacité de stockage d’énergie d’une cellule de poche est beaucoup plus grande dans un espace physique donné par rapport aux cellules cylindriques.
- Sécurité
Quand les cellules de poche ou les cellules cylindriques ont des problèmes internes, la pression augmente et elles gonflent. Dans ces situations peu fréquentes, les cellules de poche se contentent de gonfler. Les cellules cylindriques sont traditionnellement enfermées dans une enveloppe en fer, de sorte que lorsque la pression s’accumule à l’intérieur d’une cellule cylindrique dont les extrémités sont retenues captives par d’autres batteries ou par le boîtier, elles peuvent littéralement exploser, ce qui pourrait entraîner un dangereux danger pour la sécurité.
- Poids
Typiquement, les cellules à poche pèsent moins que la batterie prismatique ou cylindrique équivalente. La densité d’énergie de la cellule de poche plate est plus grande que d’autres cellules de forme, mais son beaucoup plus difficile de la fabrication de la batterie de cellule de poche empilable, donc cela teste la technique de production du fabricant de la batterie.
- Uniformité et cohérence
La ligne entière de cellule de poche de Grepow est fabriquée par l’équipement automatique, puis elle est testée manuellement pour s’assurer que la qualité de chaque cellule est à la norme, éliminant l’erreur humaine dans les cellules faites à la main, et permet à chaque cellule d’avoir l’uniformité et la cohérence.
- BMS intelligent inclus
L’un des autres avantages de l’utilisation des cellules à poche pour les petites applications est le fait que Grepow peut fournir un BMS (Battery Management System) avec le pack pour équilibrer les batteries et les protéger contre la surcharge et la surdécharge.
La batterie à poche s’applique sur différents domaines
Généralement, la batterie à poche peut s’appliquer pour toutes les applications, cela dépend de leur forme et des exigences de paramètres.
Il ne fait aucun doute que la cellule à poche a de nombreux avantages que d’autres types de cellules, mais elle n’est pas adaptée à toutes les applications, du moins pour le moment.
Tesla avec la cellule cylindrique 18650
La cellule cylindrique est toujours le type le plus commun que nous pouvons voir, comme dans l’industrie automobile, Tesla et BYD utilisent toujours la batterie cylindrique 18650. Par rapport aux cellules à poche ou prismatiques, les cellules cylindriques comme le 18650 peuvent être produites plus rapidement ; donc plus de kWh de cellule produite par heure en raison de sa configuration – une autre raison pour un coût plus faible par kWh.
Un autre avantage des cellules cylindriques par rapport aux cellules plates (par exemple poche, prismatique) est que ses électrodes sont enroulées de façon régulière et serrée et enfermées dans une enveloppe métallique. Cela minimise la rupture du matériau des électrodes sous l’effet des vibrations mécaniques, des cycles thermiques de charge et de décharge, et de l’expansion mécanique des conducteurs de courant à l’intérieur de la cellule sous l’effet des cycles thermiques.
Donc, avec plus de 7 000 « cellules 18650 » dans le petit bloc d’alimentation de Tesla, on pourrait penser que les chances d’une mauvaise connexion dans l’une des 14 000+ interfaces sont assez élevées. Pas si vous soudez les bornes des cellules les unes aux autres avec des languettes de connecteur.
De nombreuses cellules sont connectées en série pour construire la tension ; puis ces lignes en série sont connectées les unes aux autres de manière parallèle pour augmenter l’ampérage. Ainsi, si une cellule tombe en panne, son impact sur l’ensemble du pack est faible. Cependant, lorsque de grandes cellules prismatiques vont vers le Sud, cela pourrait signifier qu’un % significatif du pack d’alimentation est en difficulté.
Tendances de la cellule à poche
Cependant, son aucun doute que la tendance du marché est l’utilisation accrue des cellules à poche, en raison de leur flexibilité accrue du facteur de forme et de la capacité à produire des produits d’apparence élégante. L’avantage de la faible résistance interne est également plus attrayant, et la durée de vie plus longue des piles réduit également le coût supplémentaire pour les clients de remplacer les piles/produits. Nos clients peuvent utiliser cela comme un gros argument de vente pour attirer de nouveaux utilisateurs, ce qui convient parfaitement aux produits 3C tels que les dispositifs portables, les smartphones, les haut-parleurs, etc.
Les avantages des batteries soft pack en termes de sécurité et de densité d’énergie ont également reçu une attention croissante. Dans la perspective de la nouvelle capacité des batteries d’alimentation cette année, les batteries soft pack ont représenté 30%. Le taux de pénétration des futures batteries à électrolyte mou dans le domaine des véhicules à énergie nouvelle augmentera progressivement.
Du point de vue du coût, la plupart des zones de production de film aluminium-plastique sont importées du Japon et de la Corée du Sud, la proportion de fabrication chinoise est inférieure à 10%, ce qui rend difficile la réduction du coût de fabrication des batteries à cellule de poche.
À l’heure actuelle, la technologie japonaise de film aluminium-plastique est en effet au premier niveau mondial. Après avoir obtenu la ligne de production pertinente et le brevet par acquisition, le coût du film plastique en aluminium peut être réduit d’environ 20 % à 30 %, ce qui réduit le coût de la batterie de cellules de poche et répond à la demande d’une production plus massive.
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