Постоје три главне врстелитијум-јонске батерије(литијум-јонске): цилиндричне ћелије, призматичне ћелије и кесичасте ћелије. У индустрији електричних возила, најперспективнији развоји се врте око цилиндричних и призматичних ћелија. Иако је цилиндрични формат батерије био најпопуларнији последњих година, неколико фактора сугерише да би призматичне ћелије могле преузети примат.

Шта суПризматичне ћелије

Апризматична ћелијаје ћелија чији је хемијски састав затворен у крутом кућишту. Њен правоугаони облик омогућава ефикасно слагање више јединица у батеријски модул. Постоје две врсте призматичних ћелија: листови електрода унутар кућишта (анода, сепаратор, катода) су или наслагани или смотани и спљоштени.

За исту запремину, наслагане призматичне ћелије могу ослободити више енергије одједном, нудећи боље перформансе, док спљоштене призматичне ћелије садрже више енергије, нудећи већу издржљивост.

Призматичне ћелије се углавном користе у системима за складиштење енергије и електричним возилима. Њихова већа величина их чини лошим кандидатима за мање уређаје попут електричних бицикала и мобилних телефона. Стога су погодније за енергетски интензивне примене.

Шта су цилиндричне ћелије

Ацилиндрична ћелијаје ћелија затворена у крутом цилиндричном кућишту. Цилиндричне ћелије су мале и округле, што омогућава њихово слагање у уређаје свих величина. За разлику од других формата батерија, њихов облик спречава надимање, нежељену појаву код батерија где се гасови накупљају у кућишту.

Цилиндричне ћелије су првобитно коришћене у лаптоповима, који су садржали између три и девет ћелија. Затим су стекле популарност када их је Тесла користила у својим првим електричним возилима (Роудстер и Модел С), која су садржала између 6.000 и 9.000 ћелија.

Цилиндричне ћелије се такође користе у електричним бициклима, медицинским уређајима и сателитима. Такође су неопходне у истраживању свемира због свог облика; други формати ћелија би се деформисали атмосферским притиском. Последњи ровер послат на Марс, на пример, ради користећи цилиндричне ћелије. Високоперформансни електрични тркачки аутомобили Формуле Е користе потпуно исте ћелије као и ровер у својој батерији.

Главне разлике између призматичних и цилиндричних ћелија

Облик није једина ствар која разликује призматичне и цилиндричне ћелије. Друге важне разлике укључују њихову величину, број електричних веза и њихову излазну снагу.

Величина

Призматичне ћелије су много веће од цилиндричних ћелија и стога садрже више енергије по ћелији. Да бисмо стекли грубу представу о разлици, једна призматична ћелија може да садржи исту количину енергије као 20 до 100 цилиндричних ћелија. Мања величина цилиндричних ћелија значи да се могу користити за примене које захтевају мање енергије. Као резултат тога, користе се за шири спектар примена.

Везе

Пошто су призматичне ћелије веће од цилиндричних ћелија, потребно је мање ћелија да би се постигла иста количина енергије. То значи да за исту запремину, батерије које користе призматичне ћелије имају мање електричних веза које је потребно заварити. Ово је велика предност призматичних ћелија јер постоји мање могућности за производне дефекте.

Моћ

Цилиндричне ћелије могу складиштити мање енергије од призматичних ћелија, али имају већу снагу. То значи да цилиндричне ћелије могу брже испразнити своју енергију од призматичних ћелија. Разлог је тај што имају више конекција по ампер-сату (Ah). Као резултат тога, цилиндричне ћелије су идеалне за примене високих перформанси, док су призматичне ћелије идеалне за оптимизацију енергетске ефикасности.

Примери примене високоперформансних батерија укључују тркачке аутомобиле Формуле Е и хеликоптер Ingenuity на Марсу. Оба захтевају екстремне перформансе у екстремним условима.

Зашто призматичне ћелије могу преузети контролу

Индустрија електричних возила се брзо развија и неизвесно је да ли ће превладати призматичне или цилиндричне ћелије. Тренутно су цилиндричне ћелије распрострањеније у индустрији електричних возила, али постоје разлози за веровање да ће призматичне ћелије добити на популарности.

Прво, призматичне ћелије пружају могућност смањења трошкова смањењем броја производних корака. Њихов формат омогућава производњу већих ћелија, што смањује број електричних веза које је потребно очистити и заварити.

Призматичне батерије су такође идеалан формат за литијум-гвожђе фосфатну (ЛФП) хемију, мешавину материјала који су јефтинији и приступачнији. За разлику од других хемијских технологија, ЛФП батерије користе ресурсе који су свуда на планети. Не захтевају ретке и скупе материјале попут никла и кобалта који повећавају цену других типова ћелија.

Постоје јаки сигнали да се појављују призматичне ћелије са ниским садржајем електричних батерија (LFP). У Азији, произвођачи електричних возила већ користе LiFePO4 батерије, врсту LFP батерије у призматичном формату. Тесла је такође изјавила да је почела да користи призматичне батерије произведене у Кини за стандардне верзије својих аутомобила.

Међутим, хемијски састав LFP-а има важне недостатке. Прво, садржи мање енергије од других хемијских састава који се тренутно користе и, као такав, не може се користити за високоперформансна возила попут електричних аутомобила Формуле 1. Поред тога, системи за управљање батеријама (BMS) тешко предвиђају ниво напуњености батерије.

Можете погледати овај видео да бисте сазнали више оЛФПхемија и зашто добија на популарности.