Tehničke razlike i primjena prizmatičnih baterija s aluminijskim-kućištem i prizmatičnih baterija s mekim-pakovanjem

S brzim razvojem novih energetskih vozila, sustava za pohranu energije i industrijskih tržišta napajanja, oblici pakiranja litij{0}}ionskih baterija neprestano se razvijaju. Trenutno se glavne prizmatične litijeve baterije na tržištu uglavnom dijele u dvije kategorije: prizmatične baterije s aluminijskim-kućištem i mekane{3}}prizmatične baterije. Ove se dvije tehnologije značajno razlikuju u konstrukcijskom dizajnu, sigurnosnim performansama, gustoći energije, troškovima proizvodnje i scenarijima primjene. Razumijevanje njihovih karakteristika od značajne je referentne vrijednosti za projektiranje energetskih baterija, sustava za pohranu energije i struktura baterijskog paketa.

 

 

 

Prizmatične baterije s-aluminijskim kućištem koriste aluminij kao vanjsku ljusku, tvoreći stabilnu strukturu laserskim zavarivanjem ili procesima kapsuliranja. Ovi proizvodi naširoko se koriste u novim energetskim vozilima, opremi za pohranu energije i industrijskim energetskim sustavima. Njihova struktura jezgre obično usvaja rješenje aluminijske ljuske za litijeve prizmatične ćelije, postižući visoku mehaničku čvrstoću i strukturnu stabilnost.

 

Prizmatične baterije s mekim-pakiranjem koriste aluminijsko-plastični kompozitni film kao vanjski materijal pakiranja, s unutarnjim ćelijama inkapsuliranim postupkom topli-brtvljenja. Zbog veće fleksibilnosti materijala za pakiranje, mogu se postići fleksibilniji dizajni veličine, nudeći određene prednosti u području male težine.

 

 

 

Prizmatične baterije s-aluminijskim kućištem nude visoku mehaničku zaštitu u normalnim uvjetima rada, učinkovito se odupirući vanjskim udarcima i kompresiji. Stoga se naširoko koriste u aluminijskim kućištima za automobilske baterije i velike-sustave za pohranu energije.

 

Kada se unutarnji tlak poveća zbog punjenja/pražnjenja, promjena temperature ili stvaranja plina, struktura aluminijskog kućišta može pokazivati ​​malo širenje. U ekstremnim uvjetima, sigurnosni ventil se aktivira kako bi oslobodio unutarnji tlak, čime se smanjuje rizik.

 

Nasuprot tome, torbičaste baterije, zbog svoje fleksibilne aluminijske-plastične kapsule, obično se izboče kada se unutarnji tlak poveća. Njihov mehanizam za otpuštanje tlaka je relativno nježan, smanjujući vjerojatnost pucanja kućišta, privlačeći tako pozornost u nekim potrošačkim elektroničkim i laganim aplikacijama.

 

 

Na performanse litij-ionskih baterija na niskim-temperaturama prvenstveno utječu elektrolit i sustav materijala, ali način pakiranja također ima određeni utjecaj na performanse.

 

Tradicionalne prizmatične baterije s aluminijskim-kućištima naširoko se koriste u aluminijskim kućištima za rješenja paketa litijskih baterija za EV, održavajući dobru strukturnu stabilnost u okruženjima-temperature. Međutim, kako se temperatura smanjuje, unutarnji otpor baterije se povećava, što dovodi do smanjenja kapaciteta pražnjenja-što je čest problem s kojim se suočavaju sve baterije s tekućim litijem.

 

Torbičaste baterije, zahvaljujući svom fleksibilnijem strukturnom dizajnu, dopuštaju različite dizajne oblika i poboljšavaju iskorištenost kapaciteta unutar ograničenog prostora, što im daje prednost u aplikacijama s visoko-energijom-.

 

 

Pod istim uvjetima volumena, torbičaste baterije općenito su lakše od baterija s aluminijskim-kućištem jer su njihovi materijali za pakiranje lakši i sadrže manji udio neaktivnih materijala.

 

Iz strukturne perspektive, dok prizmatične baterije koje koriste aluminijska kućišta LFP baterija povećavaju težinu kućišta, one nude bolju mehaničku zaštitu i pouzdanost sustava, čime zadržavaju važnu poziciju u baterijama za napajanje i skladištenju energije.

 

Torbičaste baterije mogu dodatno poboljšati iskorištenje volumena i gravimetrijsku gustoću energije, nudeći prednosti za proizvode kojima je prioritet domet i lagani dizajn.

 

 

Trenutačni industrijski lanac prizmatičnih baterija s aluminijskim kućištima vrlo je zreo, sa srodnim materijalima, opremom i procesima koji postižu-veliku proizvodnju.

 

Na primjer, kućište baterije koje se koristi u aluminijskom kućištu za Powerwall litijske baterije ima potpuni lanac opskrbe, što rezultira relativno niskim ukupnim troškovima proizvodnje. Nadalje, struktura aluminijskog kućišta olakšava automatiziranu proizvodnju i sastavljanje pakiranja, poboljšavajući dosljednost proizvodnje i pouzdanost proizvoda.

 

S druge strane, mekane-baterije imaju veće zahtjeve za materijale od aluminijske-plastične folije, procese kapsuliranja i proizvodna okruženja, što dovodi do većih poteškoća u proizvodnji i troškova materijala. Stoga je njihov ukupni proizvodni trošak obično veći nego kod rješenja s aluminijskim-kućištem.

 

 

Prizmatične baterije s-aluminijskim kućištem imaju sljedeće karakteristike:

Visoka čvrstoća inkapsulacije i strukturna stabilnost;
Veliki kapacitet jedne-ćelije, olakšava integraciju sustava;
Zreli dizajn upravljanja toplinom;
Jednostavna standardizacija proizvodnje; Široko se koristi u aluminijskom kućištu za automobilske LiFePO4 baterije i sustave za pohranu energije.

 

Međutim, oni također imaju određena ograničenja:

Mnoge specifikacije proizvoda i modeli;
Poteškoće u objedinjavanju standarda automatizacije;
Niska kompatibilnost između različitih proizvođača.
Veća složenost dizajna baterije.

 

 

Glavne prednosti mekih-baterija uključuju:

 

Manja težina;
Veća iskorištenost volumena;
Veća sloboda dizajna;
Relativno ravnomjerna raspodjela topline;
Prikladno za lagane dizajne proizvoda.

Njihova ograničenja se uglavnom ogledaju u:

Slabija vanjska zaštita;
Veća ovisnost o strukturi modula;
Strogi zahtjevi za transport i montažu;

Potreba za sofisticiranijim dizajnom mehaničke potpore tijekom-dugotrajne upotrebe.

 

 

Posljednjih godina, s brzim razvojem novih energetskih vozila i industrije za pohranjivanje energije, baterije s prizmom postupno su postale glavno rješenje na tržištu.

 

U području novih energetskih vozila, sustavi baterija za napajanje koji koriste aluminijsko kućište za EV električni autobus LiFePO4 baterijski paket i aluminijsko kućište za električni motor automobila Lifepo4 baterijski paket naširoko se koriste zbog svoje pouzdane strukture i praktičnog održavanja.

 

Na tržištu-vozila na dva kotača i lakih{1}}napetosti, potražnja za aluminijskim kućištima za baterije za električne bicikle i aluminijskim kućištima za Li-ionske baterije za električne bicikle-i dalje raste, postavljajući sve veće zahtjeve u pogledu težine i sigurnosti baterije.

 

U međuvremenu, tržište za pohranu energije također doživljava brzi rast potražnje za strukturnim komponentama kao što su aluminijske ljuske za litij željezo fosfatne baterije, LFP prizmatične ćelije i aluminijske ljuske litijskih ćelija.

 

 

 

Prizmatične baterije s-aluminijskim kućištem i torbičaste prizmatične baterije predstavljaju dva različita razvojna smjera. Konstrukcije s-aluminijskim kućištem, sa svojom visokom mehaničkom čvrstoćom, zrelim proizvodnim procesima i izvrsnom pouzdanošću sustava, naširoko se koriste u baterijama za napajanje i skladištenju energije.

 

Strukture vrećica, s druge strane, oslanjaju se na svoje prednosti male težine i visoke gustoće energije, zauzimajući važnu poziciju u nekim -scenarijima vrhunskih aplikacija.

 

U budućnosti, sa stalnim napretkom u tehnologiji materijala, strukturnom dizajnu i proizvodnim procesima, bilo da se radi o aluminijskim školjkama baterija s litijevim ćelijama,litij željezo ćelija aluminijske ljuske, ili nove tehnologije pakiranja baterija, sve će pokrenuti novu energetsku industriju prema većoj sigurnosti, većoj gustoći energije i duljem vijeku trajanja.