Różnice techniczne i zastosowania aluminiowych-baterii pryzmatycznych w obudowie i miękkich-baterii pryzmatycznych

Wraz z szybkim rozwojem nowych pojazdów napędzanych energią, systemów magazynowania energii i rynków zasilaczy przemysłowych, formy opakowań akumulatorów litowo-jonowych- stale ewoluują. Obecnie najpopularniejsze pryzmatyczne baterie litowe dostępne na rynku dzielą się głównie na dwie kategorie: baterie pryzmatyczne w-aluminiowej obudowie i baterie pryzmatyczne-z miękkim opakowaniem. Te dwie technologie różnią się znacznie pod względem konstrukcji, bezpieczeństwa, gęstości energii, kosztów produkcji i scenariuszy zastosowań. Zrozumienie ich charakterystyk ma znaczącą wartość odniesienia przy projektowaniu akumulatorów mocy, systemów magazynowania energii i konstrukcji zestawów akumulatorów.

 

 

 

Baterie pryzmatyczne w-aluminiowej obudowie wykorzystują aluminium jako zewnętrzną powłokę, tworząc stabilną strukturę w procesie spawania laserowego lub hermetyzacji. Produkty te są szeroko stosowane w nowych pojazdach energetycznych, urządzeniach do magazynowania energii i przemysłowych systemach zasilania. W ich strukturze rdzenia zazwyczaj zastosowano powłokę aluminiową dla ogniw litowo-pryzmatycznych, co pozwala uzyskać wysoką wytrzymałość mechaniczną i stabilność strukturalną.

 

Miękkie-baterie pryzmatyczne wykorzystują aluminiową-kompozytową folię z tworzywa sztucznego jako zewnętrzny materiał opakowaniowy, a wewnętrzne ogniwa są hermetyzowane w procesie-zgrzewania. Dzięki większej elastyczności materiału opakowaniowego można uzyskać konstrukcje o bardziej elastycznych rozmiarach, oferując pewne korzyści w zakresie lekkości.

 

 

 

Baterie pryzmatyczne w-aluminiowej obudowie zapewniają wysoką ochronę mechaniczną w normalnych warunkach pracy, skutecznie wytrzymując uderzenia zewnętrzne i ściskanie. Dlatego są szeroko stosowane w aluminiowych obudowach akumulatorów samochodowych i wielkoskalowych-systemach magazynowania energii.

 

Gdy ciśnienie wewnętrzne wzrasta w wyniku ładowania/rozładowywania, zmian temperatury lub wytwarzania gazu, aluminiowa konstrukcja obudowy może wykazywać niewielkie rozszerzanie. W ekstremalnych warunkach aktywuje się zawór bezpieczeństwa, który uwalnia ciśnienie wewnętrzne, zmniejszając w ten sposób ryzyko.

 

Natomiast akumulatory kieszeniowe, ze względu na elastyczną osłonę z folii aluminiowej-, zwykle wybrzuszają się, gdy wzrasta ciśnienie wewnętrzne. Ich mechanizm uwalniania ciśnienia jest stosunkowo delikatny, co zmniejsza prawdopodobieństwo pęknięcia obudowy, co przyciąga uwagę w niektórych urządzeniach elektroniki użytkowej i lekkich zastosowaniach.

 

 

Na wydajność akumulatorów litowo-jonowych-w niskich temperaturach wpływa przede wszystkim układ elektrolitu i materiałów, ale sposób pakowania ma również pewien wpływ na wydajność.

 

Tradycyjne akumulatory pryzmatyczne w-aluminiowej obudowie są szeroko stosowane w aluminiowych obudowach do akumulatorów litowych pojazdów elektrycznych, zachowując dobrą stabilność strukturalną w środowiskach-o niskich temperaturach. Jednakże wraz ze spadkiem temperatury wzrasta rezystancja wewnętrzna akumulatora, co prowadzi do zmniejszenia pojemności rozładowania-, co jest częstym problemem wszystkich akumulatorów litowo-ciekłych.

 

Baterie kieszeniowe, dzięki bardziej elastycznej konstrukcji, pozwalają na różnorodne kształty i poprawiają wykorzystanie pojemności w ograniczonej przestrzeni, co daje im przewagę w zastosowaniach o dużej-energii-gęstości.

 

 

Przy tej samej objętości akumulatory etui są zazwyczaj lżejsze niż akumulatory w obudowie aluminiowej-, ponieważ materiały opakowaniowe są lżejsze i zawierają mniejszą ilość materiałów nieaktywnych.

 

Z konstrukcyjnego punktu widzenia, chociaż akumulatory pryzmatyczne wykorzystujące aluminiowe obudowy akumulatorów LFP zwiększają masę obudowy, zapewniają lepszą ochronę mechaniczną i niezawodność systemu, utrzymując w ten sposób ważną pozycję w akumulatorach zasilających i magazynach energii.

 

Baterie kieszeniowe mogą jeszcze bardziej poprawić wykorzystanie objętości i grawimetryczną gęstość energii, oferując korzyści w przypadku produktów, dla których priorytetem jest zasięg i lekka konstrukcja.

 

 

Obecny łańcuch przemysłowy akumulatorów pryzmatycznych w-aluminiowej obudowie jest bardzo dojrzały, a powiązane z nim materiały, sprzęt i procesy pozwalają na produkcję-na dużą skalę.

 

Na przykład obudowa baterii zastosowana w aluminiowej obudowie do akumulatorów litowych Powerwall ma kompletny łańcuch dostaw, co skutkuje stosunkowo niskimi całkowitymi kosztami produkcji. Ponadto aluminiowa konstrukcja obudowy ułatwia zautomatyzowaną produkcję i montaż opakowań, poprawiając spójność produkcji i niezawodność produktu.

 

Z drugiej strony akumulatory-miękkie mają wyższe wymagania dotyczące folii aluminiowej-, procesów kapsułkowania i środowiska produkcyjnego, co prowadzi do większych trudności w produkcji i kosztów materiałów. Dlatego też całkowity koszt ich produkcji jest zazwyczaj wyższy niż w przypadku rozwiązań w obudowie aluminiowej.

 

 

Baterie pryzmatyczne w-aluminiowej obudowie mają następujące właściwości:

Wysoka wytrzymałość kapsułkowania i stabilność strukturalna;
Duża pojemność pojedynczego-ogniwa, ułatwiająca integrację systemu;
Dojrzały projekt zarządzania ciepłem;
Łatwa standaryzacja produkcji; Szeroko stosowany w aluminiowej obudowie do samochodowych akumulatorów LiFePO4 i systemów magazynowania energii.

 

Mają jednak również pewne ograniczenia:

Wiele specyfikacji i modeli produktów;
Trudność w ujednoliceniu standardów automatyzacji;
Niska kompatybilność między różnymi producentami.
Większa złożoność konstrukcji zestawu akumulatorów.

 

 

Główne zalety akumulatorów-miękkich obejmują:

 

Mniejsza waga;
Większe wykorzystanie wolumenu;
Większa swoboda projektowania;
Stosunkowo równomierny rozkład ciepła;
Nadaje się do lekkich projektów produktów.

Ich ograniczenia odzwierciedlają się głównie w:

Słabsza ochrona zewnętrzna;
Większa zależność od struktury modułu;
Surowe wymagania dotyczące transportu i montażu;

Potrzeba bardziej wyrafinowanej konstrukcji mechanicznego wsparcia podczas długotrwałego-użytkowania.

 

 

W ostatnich latach, wraz z szybkim rozwojem nowych pojazdów energetycznych i magazynów energii, akumulatory pryzmowe stopniowo stały się głównym rozwiązaniem na rynku.

 

W dziedzinie nowych pojazdów energetycznych systemy akumulatorów wykorzystujące aluminiową obudowę do akumulatora LiFePO4 do autobusu elektrycznego EV i aluminiową obudowę do akumulatora Lifepo4 do samochodu elektrycznego są szeroko stosowane ze względu na ich niezawodną konstrukcję i wygodną konserwację.

 

Na rynku-pojazdów dwukołowych i pojazdów lekkich-zapotrzebowanie na aluminiowe obudowy do akumulatorów do rowerów elektrycznych i aluminiowe obudowy do produktów związanych z-jonowymi akumulatorami do rowerów elektrycznych- stale rośnie, co stawia wyższe wymagania w zakresie lekkości i bezpieczeństwa akumulatorów.

 

Tymczasem na rynku magazynowania energii obserwuje się również szybki wzrost zapotrzebowania na komponenty konstrukcyjne, takie jak aluminiowe obudowy ogniw akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych, ogniwa pryzmatyczne LFP i aluminiowe obudowy ogniw litowych.

 

 

 

Baterie pryzmatyczne w-aluminiowej obudowie i baterie pryzmatyczne w etui reprezentują dwa różne kierunki rozwoju. Konstrukcje w osłonie-aluminiowej, charakteryzujące się wysoką wytrzymałością mechaniczną, zaawansowanymi procesami produkcyjnymi i doskonałą niezawodnością systemu, są szeroko stosowane w akumulatorach zasilających i magazynowaniu energii.

 

Z drugiej strony konstrukcje woreczków opierają się na zaletach lekkości i dużej gęstości energii, zajmując ważną pozycję w niektórych-scenariuszach zaawansowanych zastosowań.

 

W przyszłości, dzięki ciągłemu postępowi w technologii materiałowej, projektowaniu konstrukcyjnym i procesom produkcyjnym, niezależnie od tego, czy będą to aluminiowe obudowy akumulatorów litowych,Obudowy aluminiowe ogniw litowo-żelazowychlub nowe technologie pakowania akumulatorów, wszystkie one popchną nowy przemysł energetyczny w stronę wyższego bezpieczeństwa, wyższej gęstości energii i dłuższej żywotności.