Kini Awọn sẹẹli cylindrical?

Awọn sẹẹli cylindrical jẹ awọn batiri lithium{0} ion ti a gbe sinu awọn kasẹti onirin onisẹpo ti o fẹsẹmulẹ pẹlu ọgbẹ awọn eletẹriodu ninu iṣeto ajija. Wọn fipamọ ati jiṣẹ agbara itanna nipasẹ awọn aati eletiriki laarin anode Layer, cathode, iyapa, ati awọn ohun elo elekitiroti.

Awọn batiri wọnyi gba igbasilẹ ni ibigbogbo nitori pe apẹrẹ iyipo wọn pin kaakiri titẹ inu ati ooru ni deede kọja apoti. Awọn iwọn wiwọn - bii 18650 (ipin 18mm, ipari 65mm) ati 21700 (ipin 21mm, ipari 70mm){8}ti jẹ ki wọn jẹ adaṣe adaṣe julọ ati iye owo{9}} ọna kika batiri to munadoko lati ṣe. Tesla ṣe olokiki lilo wọn ni awọn ọkọ ina mọnamọna, pẹlu awọn awoṣe ibẹrẹ ti o ni awọn sẹẹli kọọkan 6,000 si 9,000 ti o pejọ sinu awọn akopọ batiri.

Itumọ inu ti awọn sẹẹli iyipo tẹle ilana ibamu kan kọja awọn aṣelọpọ. Ni aarin joko a mandrel ni ayika eyi ti elekiturodu sheets ajija ode ninu ohun ti Enginners pe a "awa eerun" be.

Cathode maa n lo awọn ohun elo bii litiumu cobalt oxide (LCO), koluboti manganese nickel (NMC), tabi litiumu iron fosifeti (LiFePO4). Anode ni graphite tabi silikoni{2}} awọn agbo ogun ti o da lori. Membrane separator polyolefin ṣe idilọwọ awọn iyika kukuru lakoko gbigba awọn ions litiumu laaye lati jade laarin awọn amọna lakoko idiyele ati awọn iyipo idasilẹ.

Ojutu elekitiroti -iyọ lithium tituka sinu awọn nkanmimu eleto - ngbanilaaye gbigbe ion. Gbogbo ijọ joko inu irin tabi aluminiomu casing ti o pese aabo ẹrọ ati ṣiṣẹ bi ebute odi. Pupọ julọ awọn sẹẹli iyipo ni ipo ebute rere ni aarin oke pẹlu ebute odi ni isalẹ, botilẹjẹpe awọn ọna kika nla bi 4680 gbe awọn ebute mejeeji si oke oke.

Apoti irin ṣe ipa pataki ju aabo ti o rọrun lọ. O ṣetọju iduroṣinṣin igbekalẹ labẹ titẹ inu lati iṣelọpọ gaasi lakoko ti ogbo. Jiometirika iyipo pin kaakiri titẹ yii ni iṣọkan kọja awọn odi, gbigba awọn casings tinrin ni akawe si awọn ọna kika prismatic. Eyi dinku iwuwo ohun elo aiṣiṣẹ ati diẹ ṣe alekun iwuwo agbara ni ipele sẹẹli.

Ile-iṣẹ batiri ti ṣe agbekalẹ ọpọlọpọ awọn ọna kika sẹẹli iyipo, ọkọọkan ti a darukọ ni ibamu si awọn iwọn rẹ ni awọn milimita. Awọn sẹẹli 18650 jẹ gaba lori ẹrọ itanna olumulo ati awọn irinṣẹ agbara lati awọn ọdun 1990, nfunni ni awọn agbara laarin 1,200 ati 3,500 mAh pẹlu awọn oṣuwọn idasilẹ to 30A da lori kemistri ati apẹrẹ.

Ọna kika 21700 farahan ni aarin{12}}2010 bi awọn aṣelọpọ ṣe n wa awọn sẹẹli agbara giga. Iwọn 50% ti o tobi julọ ni akawe si awọn sẹẹli 18650 ngbanilaaye awọn agbara ti o de 4,000 si 5,000 mAh. Tesla ati Panasonic ni idagbasoke ọna kika yii fun Awoṣe 3, iyọrisi awọn iwuwo agbara ni ayika 300 Wh/kg-isunmọ 20% ti o ga ju iran iṣaaju 18650 awọn sẹẹli. Ọna kika ti o tobi julọ dinku iye sẹẹli ti o nilo fun ọkọ ayọkẹlẹ kan, irọrun apejọ ati idinku awọn idiyele eto nipasẹ aijọju 9%.

Tesla's 4680 sẹẹli duro fun itankalẹ tuntun ni titobi{1}} ọna kika awọn batiri iyipo. Pẹlu iwọn ila opin 46mm ati ipari 80mm, o ni diẹ sii ju igba marun ni agbara ti sẹẹli 21700 kan. Ile-iṣẹ sọ pe ọna kika yii n pese 5x agbara agbara ati 6x iṣelọpọ agbara ni akawe si awọn sẹẹli 21700, itumọ si 16% ibiti awakọ diẹ sii. Sibẹsibẹ, igbejade iṣelọpọ ti fihan nija, pẹlu Tesla ti n ṣe agbejade sẹẹli 100 millionth 4680 nikan ni Oṣu Kẹsan ọdun 2024 lẹhin ọdun mẹrin ti idagbasoke.

Awọn ọna kika miiran ti o wọpọ pẹlu sẹẹli 26650 (26mm x 65mm) pẹlu awọn agbara ipin ni ayika 3,200 mAh, olokiki ninu awọn irinṣẹ agbara ati awọn eto ipamọ agbara. Ọna kika 14500 ti o kere ju (14mm x 50mm) ṣe iranṣẹ ẹrọ itanna to ṣee gbe pẹlu awọn agbara nitosi 1,600 mAh.

Awọn anfani iṣelọpọ sẹẹli cylindrical lati awọn ewadun ti iṣapeye ilana ati adaṣe. Ilana yiyi ti o ṣẹda yipo jelly n ṣiṣẹ ni awọn iyara giga pẹlu iṣakoso ẹdọfu deede, ni idaniloju titete elekiturodu deede ati awọn abawọn to kere. Awọn ohun elo adaṣe ṣe itọju ibora elekiturodu, yikaka, le fi sii, kikun electrolyte, ati lilẹ pẹlu idasi eniyan to kere ju.

Awọn amayederun iṣelọpọ ti ogbo yii tumọ taara si awọn anfani idiyele. Awọn data ile-iṣẹ lati ọdun 2024 tọka si awọn sẹẹli iyipo le ṣejade ni iyara ju prismatic tabi awọn omiiran apo kekere, ti n ṣe jiṣẹ awọn wakati kilowatt diẹ sii{2} fun wakati iṣelọpọ. Awọn ọna kika ti o ni idiwọn jẹ ki awọn oluṣelọpọ ohun elo ṣe idagbasoke pataki, ẹrọ ti o ga julọ{{4} ti kii yoo ṣe ṣiṣeeṣe ni iṣuna ọrọ-aje fun awọn apẹrẹ sẹẹli prismatic ti aṣa.

Awọn ọrọ-aje ti iwọn jẹ idaran. Awọn aṣelọpọ batiri ti ṣe idoko-owo awọn ọkẹ àìmọye ni 18650 ati awọn laini iṣelọpọ 21700. Ohun elo ẹyọkan le ṣe agbejade awọn miliọnu awọn sẹẹli loṣooṣu ni kete ti rampu ni kikun. Iwọn didun yii n dinku fun {{5} awọn idiyele ẹyọkan nipasẹ idinku ohun elo ti o dinku, awọn ẹwọn ipese iṣapeye, ati awọn oṣuwọn ikore ilọsiwaju ti o kọja 98% ni bayi ni awọn aṣelọpọ aṣaaju.

Aitasera didara ṣe aṣoju agbara iṣelọpọ miiran. Ilana yiyi adaṣe adaṣe ṣe agbejade awọn yipo jelly aṣọ giga pẹlu awọn abuda itanna asọtẹlẹ. Awọn iyatọ sẹẹli {{2} si{3}} awọn iyatọ ninu agbara, resistance inu, ati ara ẹni{4}}awọn oṣuwọn isunjade wa ni wiwọ si ni akawe si awọn sẹẹli prismatic ti a fi ọwọ ṣe -. Iṣe deede yii n jẹ ki apẹrẹ eto iṣakoso batiri jẹ ki o mu idii pọ si-iṣẹ ipele.

Cylindrical Cells

Apẹrẹ iyipo ṣẹda awọn anfani adayeba fun itusilẹ ooru ti o ṣe pataki ni pataki ni awọn ohun elo agbara giga{{0}. Nigbati awọn sẹẹli ba wa ni aba ti sinu awọn modulu batiri, awọn aafo laarin awọn oju ilẹ iyipo ṣe awọn ikanni fun gbigbe tutu. Awọn ipa ọna wọnyi ngbanilaaye awọn ọna ṣiṣe itutu agba omi tabi isunmọ afẹfẹ lati de agbegbe oju sẹẹli diẹ sii ti a fiwera si ni wiwọ - awọn apẹrẹ alakọbẹrẹ ti kojọpọ.

Jiometirika yika ṣe igbega paapaa pinpin iwọn otutu laarin sẹẹli kọọkan. Ooru ti ipilẹṣẹ ni mojuto elekiturodu nigba gbigba agbara tabi gbigba agbara gbọdọ rin si ita nipasẹ awọn fẹlẹfẹlẹ jelly si awọn casing. Lakoko ti awọn sẹẹli iwọn ila opin ti o tobi julọ koju ijakadi igbona ti o pọ si ni awọn ile-iṣẹ wọn, agbelebu iyipo{2}apakan dinku awọn aaye gbigbona ni akawe si awọn sẹẹli prismatic onigun nibiti awọn igun ti n ṣajọpọ ooru.

Awọn iṣeṣiro igbona ti awọn sẹẹli 4680 fihan pe awọn ohun elo ile aluminiomu ṣe ilọsiwaju iṣẹ itutu agbaiye ni pataki lori nickel ibile{1} irin ti a fi palẹ. Lakoko gbigba agbara 3C -, awọn kapa aluminiomu dinku iwọn otutu sẹẹli ti o pọju nipa iwọn 11 lẹhin iṣẹju mẹwa 10 ni akawe si awọn sẹẹli itọkasi irin. Anfani iwọn otutu yii di alaye diẹ sii pẹlu awọn atunto itutu agbaiye ẹgbẹ.

Itutu agbaiye ipilẹ ni itutu agbaiye ẹgbẹ ẹgbẹ ṣe afihan awọn iṣowo apẹrẹ. Fun awọn sẹẹli 21700, itutu agbaiye ipilẹ n pese aijọju 12% ṣiṣan ooru ti o tobi julọ fun awọn iwọn otutu deede ni akawe si awọn isunmọ ogiri ẹgbẹ. Yiyan ilana itutu agbaiye nigbagbogbo da lori iṣapẹẹrẹ idii{4} boya apẹrẹ naa gba ipilẹ to ga ju{5}} eto tutu tabi nilo ifẹsẹtẹ gbooro ti itutu agba ẹgbẹ.

Awọn ọna kika iyipo iwọntunwọnsi jẹ ki apẹrẹ eto iṣakoso igbona rọrun. Awọn onimọ-ẹrọ idii batiri le ṣe apẹẹrẹ awọn abuda gbigbe ooru ni ẹẹkan ati lo awọn paramita wọnyẹn kọja awọn miliọnu awọn sẹẹli. Asọtẹlẹ yii dinku akoko idagbasoke ati gba iṣapeye ti awọn apẹrẹ awo itutu agbaiye, ohun elo lẹẹ gbona, ati awọn ilana ṣiṣan tutu.

Awọn sẹẹli iyipo ṣe agbara iwọn awọn ohun elo ti o yatọ lọpọlọpọ, lati awọn ẹrọ milliwatt si awọn eto megawatt. Awọn ẹrọ itanna onibara ṣe aṣoju ọja atilẹba, pẹlu awọn sẹẹli 18650 tun wọpọ ni awọn akopọ batiri laptop, awọn ina filaṣi, ati awọn banki agbara to ṣee gbe. Iwọn idiwon wọn jẹ ki wọn paarọ kọja awọn ẹrọ, ṣe atilẹyin ilolupo ọja lẹhin ọja to lagbara.

Awọn ọkọ ina mọnamọna n gba iwọn didun ti o tobi julọ ti awọn sẹẹli iyipo loni. Awọn akopọ batiri Tesla ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ Awoṣe S ni isunmọ 7,000 kọọkan 18650 tabi awọn sẹẹli 21700 ti a ṣeto sinu awọn modulu pẹlu itutu agbaiye ati awọn eto ibojuwo. Ala Lucid Air nlo awọn sẹẹli 6,600 cylindrical 21700 lati ṣaṣeyọri idii 113 kWh kan. BMW kede pe awọn awoṣe NEUE KLASSE rẹ yoo gba awọn sẹẹli iyipo 46mm iwọn ila opin, pẹlu awọn adehun ti o ni idiyele ninu awọn mewa ti awọn ọkẹ àìmọye awọn owo ilẹ yuroopu.

Awọn irinṣẹ agbara ti gba awọn sẹẹli 21700 pọ si fun awọn agbara idasilẹ giga wọn. Ididi batiri 18V boṣewa ti o nlo awọn sẹẹli 18650 n pese ni ayika 800W ti iṣelọpọ, lakoko ti awọn idii 21700 - deede ṣe gbejade to 1,440W-an 80% agbara agbara. Eyi ngbanilaaye awọn irinṣẹ alailowaya lati badọgba tabi kọja iṣẹ ṣiṣe awọn ibaamu okun.

Ṣiṣawari aaye gbarale awọn sẹẹli iyipo nitori ọna ti kosemi wọn duro pẹlu awọn iyatọ titẹ to gaju ati aapọn ẹrọ. Ọkọ ofurufu Mars Ingenuity ati Perseverance rover mejeeji nṣiṣẹ nipa lilo awọn sẹẹli lithium cylindrical{1} Awọn ọkọ ayọkẹlẹ ere-ije agbekalẹ E lo awọn ọna kika sẹẹli ti o jọra, n ṣe afihan iṣẹ wọn labẹ awọn ipo ibeere.

Awọn ẹrọ iṣoogun, awọn ọna ṣiṣe afẹyinti pajawiri, ati akoj {{0}iwọn ibi ipamọ agbara npọ si awọn sẹẹli iyipo. Igbasilẹ ailewu ti a fihan, igbesi aye gigun gigun (nigbagbogbo ju awọn idiyele 500 / awọn akoko idasile), ati agbara lati koju ilokulo ẹrọ jẹ ki wọn dara fun iṣẹ apinfunni - awọn ohun elo to ṣe pataki nibiti ikuna gbe awọn abajade to lagbara.

Iwuwo agbara ṣe aṣoju metiriki iṣẹ bọtini kan nibiti awọn sẹẹli iyipo ti njijadu ni imunadoko. Awọn sẹẹli 21700 NMC ode oni ṣaṣeyọri 250-300 Wh/kg ni ipele sẹẹli, pẹlu iwuwo ipele-ipele ti o de 170-200 Wh/kg lẹhin ṣiṣe iṣiro fun awọn ẹya module ati awọn eto iṣakoso igbona. Ọna kika 4680 fojusi 244 Wh/kg ni ibamu si awọn pato Tesla, botilẹjẹpe idanwo ominira yoo jẹrisi awọn abajade iṣelọpọ iṣowo.

Iwuwo agbara ṣe iyatọ awọn sẹẹli iyipo lati awọn omiiran prismatic ni awọn ohun elo kan. Nítorí pé àwọn sẹ́ẹ̀lì ọ̀wọ̀n sẹ́ẹ̀lì ní ìsopọ̀ pẹ̀lú, wọ́n pèsè àwọn ọ̀nà tó lọ lọ́wọ́ síi fún wákàtí {{1} agbára. Iṣaworanhan yii ngbanilaaye awọn oṣuwọn idasilẹ to 35A fun awọn ohun elo ti o ga{4}}. Awọn asopọ ti o jọra pupọ pin kaakiri iran ooru kọja awọn sẹẹli diẹ sii, ni idilọwọ awọn sẹẹli kọọkan lati igbona pupọ lakoko awọn ibeere agbara oke.

Igbesi aye yiyi dale lori kemistri, awọn ipo iṣẹ, ati ijinle itusilẹ. Awọn sẹẹli iyipo LiFePO4 le kọja awọn iyipo 2,000 lakoko ti o ni idaduro 80% agbara, ṣiṣe wọn wuni fun ibi ipamọ adaduro. Kemistri NMC ni igbagbogbo ṣe jiṣẹ awọn iyipo 500-1,000 labẹ awọn profaili lilo adaṣe pẹlu awọn oṣuwọn gbigba agbara adalu ati awọn iwọn otutu ibaramu. Casing ti o lagbara ṣe aabo awọn paati inu lati aapọn ẹrọ ti o dinku awọn ọna kika miiran.

Ti abẹnu resistance ni ipa lori awọn mejeeji iṣẹ ati alapapo abuda. Daradara-awọn sẹẹli ti a ṣe apẹrẹ silindrical ṣetọju resistance kekere nipasẹ awọn asopọ taabu iṣapeye ati ikojọpọ lọwọlọwọ. Apẹrẹ tabili ti a ṣe pẹlu awọn sẹẹli 4680 yọkuro awọn taabu ibile, dipo asopọ gbogbo eti elekiturodu taara si casing. Eyi dinku resistance nipasẹ isunmọ 50% ati ni ilọsiwaju iṣẹ ṣiṣe igbona ni pataki.

Awọn oṣuwọn itusilẹ ti ara ẹni- fun didara awọn sẹẹli iyipo wa ni isalẹ 3% fun oṣu kan ni iwọn otutu yara. Awọn casing irin hermetically edidi idilọwọ ọrinrin iwọle ati ki o gbe awọn aati ẹgbẹ ti o yara ti ogbo. Iduroṣinṣin yii ngbanilaaye igbesi aye selifu ati pe o jẹ ki awọn sẹẹli yiyi dara fun awọn eto agbara afẹyinti ti a lo nigbagbogbo-.

Ṣiṣepọ awọn sẹẹli iyipo sinu awọn akopọ batiri litiumu ion iṣẹ nilo akiyesi ṣọra si ẹrọ, itanna, ati apẹrẹ gbona. Awọn sẹẹli gbọdọ wa ni ipo ni aabo lati koju gbigbọn ati mọnamọna lakoko mimu olubasọrọ gbona pẹlu awọn ọna itutu agbaiye.

Awọn apẹrẹ idii batiri ni igbagbogbo ṣeto awọn sẹẹli ni lẹsẹsẹ{0} awọn atunto afiwera lati ṣaṣeyọri foliteji ibi-afẹde ati agbara. Ididi ọkọ ayọkẹlẹ ina mọnamọna 400V le lo awọn sẹẹli 96 ni lẹsẹsẹ (96S) pẹlu awọn okun ti o jọra pupọ lati de iwọn awọn iwọn wakati amp{5}} ti o fẹ. Ti o ba nlo awọn sẹẹli 21700 pẹlu agbara 5 Ah, iyọrisi 100 kWh nilo awọn sẹẹli 20,000 ni iṣeto 96S208P.

Isopọpọ sẹẹli ṣafihan awọn italaya imọ-ẹrọ pataki. Kọọkan rere ati odi ebute gbọdọ wa ni welded si awọn busbars tabi interconnect farahan pẹlu dédé resistance. Awọn weld ti ko dara ṣẹda awọn aaye gbigbona ati awọn aiṣedeede foliteji kọja idii naa. Lesa adaṣe tabi awọn ọna alurinmorin ultrasonic ṣe idaniloju atunwi, botilẹjẹpe wọn ṣafikun eka iṣelọpọ ni akawe si awọn sẹẹli prismatic ti o nilo awọn asopọ lapapọ lapapọ.

Eto iṣakoso batiri n ṣe abojuto awọn foliteji sẹẹli kọọkan, awọn iwọn otutu, ati ṣiṣan lati ṣetọju iṣẹ ailewu. Fun awọn akopọ pẹlu ẹgbẹẹgbẹrun awọn sẹẹli iyipo, BMS gbọdọ tọpa awọn ẹya ara ẹni kọọkan diẹ sii ni akawe si awọn apẹrẹ prismatic deede. Eyi mu idiju eto ati idiyele pọ si, botilẹjẹpe awọn ile-iṣẹ BMS apọjuwọn ṣe iranlọwọ ṣakoso iwọn.

Iṣakojọpọ ẹrọ ti awọn sẹẹli iyipo maa n lo isunmọ onigun mẹgun{0} lati mu iwọn iṣẹ ṣiṣe pọ si, botilẹjẹpe eyi ṣi fi aaye to 10% ofo laarin awọn sẹẹli. Awọn ela wọnyi gba awọn ikanni itutu agbaiye ṣugbọn dinku iwuwo agbara idii akawe si awọn sẹẹli prismatic ti o ṣaṣeyọri isunmọ 100% lilo aaye. Iṣowo laarin iṣakoso igbona ati awọn apẹrẹ ṣiṣe iwọn didun iwọn awọn ipinnu faaji.

Sẹ́ẹ̀lì - ìpele dídápọ̀ ń pèsè àwọn ànfàní ààbò nínú àwọn àpótí yíyí. Ti sẹẹli kan ba kuna, awọn fiusi kọọkan ya sọtọ kuro ninu okun, gbigba iyoku idii naa lati tẹsiwaju ṣiṣẹ ni agbara idinku. Ifarada ẹbi yii le lati ṣaṣeyọri pẹlu titobi - ọna kika awọn sẹẹli prismatic nibiti awọn ikuna sẹẹli kan le ba gbogbo awọn modulu jẹ.

Yiyan laarin iyipo ati awọn sẹẹli prismatic jẹ pẹlu imọ-ẹrọ pupọ ati awọn iṣowo ọrọ-aje. Awọn sẹẹli Prismatic nfunni ni iṣamulo aaye ti o ga julọ, pẹlu apẹrẹ onigun wọn imukuro awọn alafo laarin awọn oju ilẹ iyipo. Eyi tumọ si 10-20% iwuwo agbara iwọn didun ti o ga julọ ni ipele idii, eyiti o ṣe pataki ni pataki fun ibiti ọkọ ati aaye ẹru.

Sibẹsibẹ, awọn sẹẹli prismatic jẹ diẹ sii lati ṣe iṣelọpọ. Ọna kika ti o tobi julọ nilo iṣakojọpọ deede tabi yiyi-ati{2}} awọn ilana fifẹ ti o nṣiṣẹ diẹ sii laiyara ju yiyipo iyipo lọ. Awọn iwọn ti a ṣe adani fun awọn iru ẹrọ ọkọ oriṣiriṣi ṣe idiwọ awọn ọrọ-aje ti iwọn, pẹlu awọn aṣelọpọ ti n ṣe awọn dosinni ti awọn apẹrẹ sẹẹli prismatic ọtọtọ ni akawe si iwonba ti awọn ọna kika iyipo.

Idiju iṣakoso igbona yatọ pupọ. Awọn sẹẹli Prismatic di papọ ni wiwọ, to nilo awọn awo itutu agbaiye laarin awọn sẹẹli tabi lẹgbẹẹ idii roboto. Yiyọ ooru kuro lati awọn ile-iṣẹ sẹẹli ṣe afihan awọn italaya, pataki fun titobi - awọn sẹẹli pilasima ti o tobi ju agbara 100 Ah lọ. Àwọn sẹ́ẹ̀lì sẹ́ẹ̀lì máa ń pín ooru lọ́nà ti ẹ̀dá nípasẹ̀ àgbélébùú kékeré wọn- wọ́n sì jàǹfààní nínú àwọn àlàfo tó máa ń jẹ́ kí ìsanra kiri.

Awọn oṣuwọn abawọn iṣelọpọ ni ipa igbẹkẹle eto. Ẹẹkanṣoṣo ti o ni alebu awọn sẹẹli prismatic kan le ba gbogbo module kan jẹ nitori isọpọ lẹsẹsẹ ti awọn sẹẹli agbara nla{{1}. Awọn akopọ cylindrical pin kaakiri agbara kọja ẹgbẹẹgbẹrun awọn sẹẹli, nitorinaa awọn ikuna kọọkan ni ipa diẹ. Ilana iṣelọpọ iyipo ti ogbo tun ṣe agbejade awọn abawọn diẹ fun sẹẹli kan.

Idiwọn ọna kika iyipo jẹ ki awọn ẹwọn ipese rọ. Awọn aṣelọpọ idii batiri le ṣe orisun awọn sẹẹli 18650 tabi 21700 lati ọdọ awọn olupese lọpọlọpọ ati yipada awọn olutaja ti o ba nilo. Awọn sẹẹli Prismatic nigbagbogbo nilo awọn apẹrẹ aṣa ti a so si awọn olupese kan pato, idinku irọrun ati awọn eewu pq ipese ti o pọ si.

Lati irisi atunṣe ati itọju, awọn akopọ iyipo modular jẹ ki awọn onimọ-ẹrọ lati rọpo awọn sẹẹli kọọkan tabi awọn modulu kekere. Awọn apẹrẹ idii Prismatic nigbagbogbo nilo rirọpo gbogbo ọpọlọpọ awọn modulu alagbeka-, jijẹ awọn idiyele iṣẹ. Eyi ṣe pataki ni pataki fun awọn ọkọ oju-omi kekere ti ọkọ ayọkẹlẹ nibiti idinku idinku ati awọn inawo atunṣe yoo kan idiyele lapapọ ti nini.

Awọn sẹẹli cylindrical ṣafikun ọpọlọpọ awọn ọna aabo lati ṣe idiwọ awọn ikuna ti o lewu. Apoti irin n pese laini aabo akọkọ, ti o ni awọn paati inu ati mimu iduroṣinṣin igbekalẹ labẹ aapọn ẹrọ. Awọn eefun iderun titẹ mu ṣiṣẹ ti titẹ inu ba kọja awọn iloro ailewu, itusilẹ gaasi ṣaaju ki sẹẹli naa ya ni ajalu.

Awọn ẹrọ idalọwọduro lọwọlọwọ (CID) ge asopọ sẹẹli patapata ti titẹ inu ba dide ni ewu. Ara ilu tinrin n fọ ni awọn ipele titẹ ti a ti pinnu tẹlẹ, ni yiya sọtọ ebute rere ni ti ara lati inu sẹẹli. Eyi ṣe idilọwọ awọn aati elekitirokemika siwaju ati imukuro eewu bugbamu, botilẹjẹpe sẹẹli naa di alaabo patapata.

Jiometirika iyipo funrararẹ ṣe alabapin si aabo. Titẹ inu inu lati iran gaasi n pin kaakiri ni deede kọja awọn odi ti o tẹ, idinku awọn ifọkansi aapọn. Awọn sẹẹli prismatic onigun ni iriri aapọn ti o ga julọ ni awọn igun, ti o le yori si ibajẹ ọran tabi jijo. Apẹrẹ yika tun n ṣetọju iduroṣinṣin igbekalẹ lakoko awọn iṣẹlẹ aṣikiri igbona, ti n ṣe itọsọna awọn gaasi gbigbona nipasẹ isunmọ iderun kuku ju rupturing casing.

Awọn ọna ṣiṣe iṣakoso batiri n pese awọn iṣakoso aabo itanna nipasẹ mimojuto foliteji sẹẹli, lọwọlọwọ, ati iwọn otutu. Ti paramita eyikeyi ba kọja awọn opin ailewu, BMS le dinku idiyele/awọn oṣuwọn idasilẹ tabi ge asopọ idii naa patapata lati awọn ẹru. Fun awọn sẹẹli iyipo, ibojuwo sẹẹli kọọkan ngbanilaaye wiwa ni kutukutu ti awọn sẹẹli ti o kuna ṣaaju ki wọn kan awọn aladugbo.

Ilọkuro igbona{0}}lithium to ṣe pataki julọ{1}}ipo ikuna batiri ion{2}} wa ni aniyan lori gbogbo awọn ọna kika. Àwọn sẹ́ẹ̀lì sẹ́ẹ̀lì ní agbára àpapọ̀ díẹ̀ fún ẹyọ kan ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn sẹ́ẹ̀lì prismatic títóbi -, nítorí náà àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ sáyẹ́ǹsì gbígbóná ń tú ooru díẹ̀ sílẹ̀. Ọpọ - iṣẹ ọna sẹẹli tumọ si sẹẹli kan ti o nwọle salọ ko ni fa awọn ikuna gbigbo lẹsẹkẹsẹ ti awọn idena igbona to dara ya awọn sẹẹli sọtọ.

Idanwo aabo ile-iṣẹ pẹlu iwifun eekanna, iyika kukuru ita, gbigba agbara ju, ju -idasonu, ati awọn idanwo ifihan iwọn otutu giga{{1}. Awọn sẹẹli iyipo didara ṣe awọn idanwo wọnyi laisi ina tabi bugbamu. Apoti irin ati awọn ẹya aabo ṣiṣẹ papọ lati ṣe idiwọ awọn abajade ti o lewu paapaa nigbati awọn sẹẹli ba jiya ilokulo ju awọn ipo iṣẹ deede lọ.

Cylindrical Cells

Apẹrẹ sẹẹli tabili duro fun isọdọtun aipẹ ti o ṣe pataki julọ ni imọ-ẹrọ sẹẹli iyipo. Awọn sẹẹli ti aṣa nlo awọn taabu{1}} awọn ila irin tinrin ti a hun si awọn opin elekiturodu{2} lati ṣe lọwọlọwọ laarin jelly roll ati awọn ebute. Awọn taabu wọnyi ṣẹda resistance itanna ati iran ooru, diwọn iṣẹ ṣiṣe.

Awọn apẹrẹ tabili ṣe imukuro awọn taabu ọtọtọ wọnyi nipa sisopọ gbogbo eti elekiturodu taara si apoti sẹẹli ati fila. Eleyi bosipo din lọwọlọwọ gigun gigun ati resistance, imudarasi mejeeji itanna ati ki o gbona išẹ. Tesla's 4680 sẹẹli n gba iṣẹ akanṣe - apẹrẹ tabili ti o dinku resistance nipasẹ isunmọ 50% ni akawe si awọn sẹẹli 21700 ti a tabu.

Awọn apoti aluminiomu n rọpo nickel ibile -irin ti a fi palẹ ni awọn ohun elo ti o ga julọ{1}. Aluminiomu ti o ga julọ itanna elekitiriki (isunmọ 205 W/m·K dipo 50 W/m·K fun irin) jẹ ki isediwon ooru ti o munadoko diẹ sii. Jin{6}} iyaworan ati ogiri- awọn ilana iṣelọpọ iron ṣeda awọn agolo aluminiomu pẹlu awọn odi 0.75mm ati awọn ipilẹ 0.9mm, mimu agbara ẹrọ mu lakoko ti o dinku iwuwo.

Silicon{0}} awọn ohun elo anode ti o ni ilọsiwaju ṣe ileri awọn ilọsiwaju iwuwo agbara pataki. Rirọpo diẹ ninu awọn lẹẹdi pẹlu ohun alumọni pọ si agbara nitori ohun alumọni tọjú diẹ litiumu fun ibi-ẹyọkan. Sibẹsibẹ, ohun alumọni gbooro pupọ lakoko lithiation, ṣiṣẹda aapọn ẹrọ ni yipo jelly. Awọn olupilẹṣẹ n ṣe agbekalẹ silikoni{4}} awọn anodes alapapọ graphite ti o dọgbadọgba awọn anfani agbara lodi si awọn italaya iduroṣinṣin igbekalẹ.

Awọn ilana ti a bo elekiturodu gbigbẹ le dinku awọn idiyele iṣelọpọ ati ipa ayika. Imujade elekiturodu ti aṣa nilo epo ti o da{1} ti o gbọdọ gbẹ, ti n gba agbara pataki. Awọn ọna ẹrọ ti a bo gbẹ lo awọn ohun elo ti nṣiṣe lọwọ laisi awọn olomi, imukuro awọn igbesẹ gbigbẹ ati mu awọn amọna ti o nipọn pẹlu iwuwo agbara ti o ga julọ.

Ile-iṣẹ naa tẹsiwaju lati ṣawari awọn ọna kika cylindrical ti o tobi ju 4680. Awọn ẹkọ imọ-ẹrọ ṣe ayẹwo 5070 ati paapaa awọn sẹẹli 6080, bi o tilẹ jẹ pe awọn italaya iṣakoso igbona pọ si pẹlu iwọn ila opin. Iwọn to dara julọ ṣe iwọntunwọnsi ṣiṣe iṣelọpọ, idinku idiyele nipasẹ idinku iye sẹẹli, ati awọn abuda igbona iṣakoso.

Ọja sẹẹli iyipo de $ 61.04 bilionu ni agbaye ni 2024, lati $ 39.02 bilionu ni ọdun 2023. Itọpa idagbasoke yii n tẹsiwaju nipasẹ gbigbe ọkọ ayọkẹlẹ ina, imuṣiṣẹ eto ipamọ agbara, ati awọn ohun elo ti o pọ si ni awọn irinṣẹ agbara ati ẹrọ itanna olumulo.

Awọn ọkọ ina mọnamọna ṣe aṣoju awakọ idagbasoke akọkọ, pẹlu awọn asọtẹlẹ ti o ni iyanju ọja ọna kika iyipo 46xx le de ọdọ $82.22 bilionu nipasẹ 2031. Awọn adaṣe adaṣe lọpọlọpọ ti o kọja Tesla n gba awọn sẹẹli iyipo titobi nla{3}, pẹlu BMW's multi-biliọnu yuroopu pẹlu CATL ati EVE Energy awọn ọkọ ayọkẹlẹ NEUE KLAS.

Idije lati awọn sẹẹli prismatic n pọ si bi awọn aṣelọpọ ṣe mu awọn ilana iṣelọpọ wọn pọ si. Awọn ọna kika Prismatic jẹ gaba lori ọja EV Kannada ati pe wọn n gba agbara ni kariaye. Sibẹsibẹ, awọn sẹẹli iyipo ṣetọju awọn anfani ni awọn ọja ti iṣeto nibiti awọn ẹwọn ipese, awọn amayederun iṣelọpọ, ati awọn apẹrẹ idii ti jẹ iṣapeye ni awọn ewadun.

Itankalẹ kemistri ṣe apẹrẹ awọn agbara ọja. Litiumu iron fosifeti (LFP) awọn sẹẹli iyipo n gba ipin ọja nitori awọn idiyele ohun elo ti o dinku ati aabo imudara ni akawe si awọn kemistri orisun nickel{{1}. Lakoko ti LFP nfunni iwuwo agbara kekere, anfani idiyele rẹ ati igbesi aye igbesi aye ti o dara julọ jẹ ki o wuyi fun awọn ọkọ ayọkẹlẹ iṣowo ati ibi ipamọ iduro nibiti awọn idiwọ aaye ṣe pataki kere ju idiyele eto lapapọ.

Idagbasoke batiri ti ipinle le da duro- Awọn elekitiroli to lagbara mu imukuro elekitiroti olomi kuro, ti o le mu awọn iwuwo agbara ti o ga ati ilọsiwaju aabo. Bibẹẹkọ, imugboroja ẹrọ lakoko gbigba agbara jẹ awọn italaya fun ọna yipo jelly ọgbẹ ti a lo ninu awọn sẹẹli iyipo. Diẹ ninu awọn oniwadi daba pe o lagbara{4} imọ-ẹrọ ipinlẹ le ṣe ojurere fun awọn ọna kika prismatic tabi apo kekere.

Iseda iwọntunwọnsi ti awọn sẹẹli iyipo n pese resilience lodi si awọn ayipada idalọwọduro. Paapaa bi awọn kemistri tuntun ati awọn ọna kika sẹẹli ti farahan, ipilẹ nla ti a fi sori ẹrọ ti awọn ẹrọ ati awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti nlo awọn sẹẹli iyipo ṣe idaniloju iṣelọpọ ilọsiwaju fun awọn iyipada ati awọn ohun elo ọja lẹhin.

Àwọn sẹ́ẹ̀lì sẹ́ẹ̀lì máa ń lo àgbékalẹ̀ ọgbẹ́ jelly tí wọ́n fi irin yípo kan, nígbà tí àwọn sẹ́ẹ̀lì prismatic máa ń ṣiṣẹ́ yálà tí wọ́n tò pọ̀ tàbí ọgbẹ́-àti{1} àwọn amọ̀ amọ̀nà tí wọ́n fẹ̀rẹ̀gẹ̀dẹ̀ sínú àpò onígun mẹ́rin kan. Ọna kika iyipo nfunni ni itusilẹ ooru to dara julọ ati awọn idiyele iṣelọpọ kekere nitori iṣelọpọ adaṣe, ṣugbọn awọn sẹẹli prismatic ṣaṣeyọri lilo aaye ti o ga julọ ninu awọn akopọ batiri.

Igbesi aye ọmọ da lori kemistri ati awọn ipo lilo. Litiumu iron fosifeti (LFP) awọn sẹẹli iyipo ni igbagbogbo ṣe jiṣẹ awọn akoko 2,000-3,000 ṣaaju ki agbara lọ silẹ si 80%. Awọn sẹẹli kemistri NMC pese awọn akoko 500-1,000 ni awọn ohun elo adaṣe. Igbesi aye kalẹnda nigbagbogbo kọja ọdun mẹwa 10 nigbati o ba fipamọ ni iwọn otutu iwọntunwọnsi ni isalẹ iwọn 25.

Awọn sẹẹli iyipo kekere n funni ni awọn anfani ni iṣakoso igbona, idagbasoke iṣelọpọ, ati ifarada aṣiṣe. Awọn alafo laarin awọn sẹẹli jẹki itutu agbaiye ti o munadoko, awọn ọna kika iwọntunwọnsi awọn ọrọ-aje ti iwọn, ati awọn ikuna sẹẹli kọọkan ko ba gbogbo idii naa jẹ. Sibẹsibẹ, aṣa si awọn ọna kika nla bi awọn sẹẹli 4680 ni ero lati dinku kika sẹẹli lakoko mimu awọn anfani wọnyi.

Awọn sẹẹli iyipo didara ṣafikun awọn ẹya aabo pupọ pẹlu awọn atẹgun iderun titẹ, awọn ẹrọ idalọwọduro lọwọlọwọ, ati awọn kapa irin to lagbara. Nigbati iṣelọpọ daradara ati lilo laarin awọn pato, awọn ikuna ajalu jẹ toje pupọ. Awọn ọna ṣiṣe iṣakoso batiri n pese aabo ni afikun nipa idilọwọ gbigba agbara, ju -sisun, ati awọn ipo igbona ju.

Cylindrical Cells

Ọna kika sẹẹli iyipo ti fihan ni ibamu ni iyalẹnu, ti n dagba lati awọn batiri kọnputa si awọn ọkọ agbara ati awọn eto ibi ipamọ akoj. Lakoko ti awọn omiiran prismatic ati apo kekere nfunni awọn anfani kan, apapọ ti ṣiṣe iṣelọpọ, awọn agbara iṣakoso igbona, ati awọn ewadun ti iṣapeye jẹ ki awọn sẹẹli iyipo jẹ ifigagbaga kọja awọn ohun elo lọpọlọpọ. Idagbasoke ti nlọ lọwọ awọn ọna kika nla, awọn kemistri ti o ni ilọsiwaju, ati awọn ilana iṣelọpọ ilọsiwaju daba awọn sẹẹli iyipo yoo wa ni aarin si awọn ojutu ibi ipamọ agbara fun awọn ọdun ti nbọ, ni pataki ni awọn ohun elo ti n ṣe idiyele igbẹkẹle, idiyele {{2} imunadoko, ati iṣẹ ṣiṣe ti a fihan lori ṣiṣe iwọn didun ti o pọju.