Tehnične razlike in uporaba prizmatičnih baterij-ohišja iz aluminija in prizmatičnih baterij z mehkim-zapakom

S hitrim razvojem novih energetskih vozil, sistemov za shranjevanje energije in trgov industrijskega napajanja se oblike pakiranja litij{0}}ionskih baterij nenehno razvijajo. Trenutno so glavne prizmatične litijeve baterije na trgu v glavnem razdeljene v dve kategoriji: prizmatične baterije z aluminijastim-ohišjem in mehke-prizmatične baterije. Ti dve tehnologiji se bistveno razlikujeta v konstrukcijski zasnovi, varnostni učinkovitosti, energijski gostoti, proizvodnih stroških in scenarijih uporabe. Razumevanje njihovih značilnosti je pomembne referenčne vrednosti za načrtovanje električnih baterij, sistemov za shranjevanje energije in struktur baterijskih paketov.

 

 

 

Prizmatične baterije z-aluminijastim ohišjem uporabljajo aluminij kot zunanjo lupino, ki tvori stabilno strukturo z laserskim varjenjem ali postopki inkapsulacije. Ti izdelki se pogosto uporabljajo v novih energetskih vozilih, opremi za shranjevanje energije in industrijskih energetskih sistemih. Njihova jedrna struktura običajno uporablja rešitev iz aluminijaste lupine za litijeve prizmatične celice, kar dosega visoko mehansko trdnost in strukturno stabilnost.

 

Prizmatične baterije z mehkim- pakiranjem uporabljajo aluminijasto-plastično kompozitno folijo kot zunanjo embalažo, pri čemer so notranje celice zapakirane s-postopkom toplotnega tesnjenja. Zaradi večje fleksibilnosti embalažnega materiala je možno doseči bolj prilagodljive velikosti, kar ponuja določene prednosti na področju lahke teže.

 

 

 

Prizmatične baterije z aluminijastim- ohišjem nudijo visoko mehansko zaščito v običajnih delovnih pogojih ter so učinkovito odporne na zunanje udarce in stiskanje. Zato se pogosto uporabljajo v aluminijastih ohišjih za avtomobilske baterije in velike{2}}sisteme za shranjevanje energije.

 

Ko se notranji tlak poveča zaradi polnjenja/praznjenja, temperaturnih sprememb ali nastajanja plina, se lahko struktura aluminijastega ohišja rahlo razširi. V ekstremnih pogojih se aktivira varnostni ventil, ki sprosti notranji tlak in s tem zmanjša tveganje.

 

V nasprotju s tem se vrečkaste baterije zaradi svoje prožne aluminijaste-plastične kapsule običajno izbočijo, ko se notranji tlak poveča. Njihov mehanizem za sproščanje tlaka je razmeroma nežen in zmanjšuje verjetnost zloma ohišja, zato pritegne pozornost pri nekaterih potrošniški elektroniki in lahkih aplikacijah.

 

 

Na delovanje litij-ionskih baterij pri nizkih-temperaturah vplivata predvsem sistem elektrolitov in materialov, vendar ima na delovanje določen vpliv tudi način pakiranja.

 

Tradicionalne prizmatične baterije z aluminijastim-ohišjem se pogosto uporabljajo v aluminijastih ohišjih za rešitve paketov litijevih baterij za električna vozila, ki ohranjajo dobro strukturno stabilnost v okoljih z nizko-temperaturo. Ko pa se temperatura zniža, se notranji upor baterije poveča, kar povzroči zmanjšanje zmogljivosti praznjenja-, kar je pogosta težava, s katero se soočajo vse baterije s tekočim litijem.

 

Torbičaste baterije zaradi svoje bolj prilagodljive strukturne zasnove omogočajo različne oblike in izboljšajo izkoriščenost zmogljivosti v omejenem prostoru, kar jim daje prednost pri aplikacijah z visoko-energijsko-gostoto.

 

 

Pod enakimi prostorninskimi pogoji so vrečkaste baterije na splošno lažje od baterij-ohišja z aluminijastim ohišjem, ker je njihova embalaža lažja in vsebuje manjši delež neaktivnih materialov.

 

S strukturnega vidika prizmatične baterije, ki uporabljajo aluminijasta ohišja LFP baterij, povečajo težo ohišja, nudijo boljšo mehansko zaščito in zanesljivost sistema ter tako ohranjajo pomemben položaj pri napajalnih baterijah in shranjevanju energije.

 

Torbaste baterije lahko dodatno izboljšajo izkoristek volumna in gravimetrično energijsko gostoto ter nudijo prednosti za izdelke, ki dajejo prednost dosegu in lahki zasnovi.

 

 

Trenutna veriga industrije prizmatičnih baterij z aluminijastim-ohišjem je zelo zrela, s povezanimi materiali, opremo in postopki, ki dosegajo -velikoserijsko proizvodnjo.

 

Na primer, ohišje baterije, uporabljeno v aluminijastem ohišju za litijeve baterije Powerwall, ima celotno dobavno verigo, kar ima za posledico razmeroma nizke skupne proizvodne stroške. Poleg tega struktura aluminijastega ohišja olajša avtomatizirano proizvodnjo in sestavljanje embalaže, kar izboljšuje doslednost proizvodnje in zanesljivost izdelka.

 

Po drugi strani imajo mehke{0}}baterije višje zahteve glede aluminija-plastičnih materialov, postopkov inkapsulacije in proizvodnih okolij, kar povzroča večje težave pri izdelavi in ​​stroške materiala. Zato so njihovi skupni proizvodni stroški običajno višji kot pri rešitvah z-ohišjem iz aluminija.

 

 

Prizmatične baterije-z aluminijastim ohišjem imajo naslednje značilnosti:

Visoka trdnost inkapsulacije in strukturna stabilnost;
Velika zmogljivost ene-celice, ki olajša integracijo sistema;
Zrela zasnova toplotnega upravljanja;
Enostavna standardizacija proizvodnje; Pogosto se uporablja v aluminijastih ohišjih za avtomobilske baterije LiFePO4 in sisteme za shranjevanje energije.

 

Vendar pa imajo tudi nekatere omejitve:

Številne specifikacije in modeli izdelkov;
Težave pri poenotenju standardov avtomatizacije;
Nizka združljivost med različnimi proizvajalci.
Večja kompleksnost pri oblikovanju baterijskega paketa.

 

 

Glavne prednosti mehkih-baterij vključujejo:

 

Lažja teža;
Večja prostorninska izkoriščenost;
Večja oblikovalska svoboda;
Relativno enakomerna porazdelitev toplote;
Primerno za lahke modele izdelkov.

Njihove omejitve se kažejo predvsem v:

Šibkejša zunanja zaščita;
Večja odvisnost od strukture modula;
Stroge zahteve za prevoz in montažo;

Potreba po bolj izpopolnjeni mehanski podporni zasnovi med dolgotrajno-uporabo.

 

 

V zadnjih letih so s hitrim razvojem novih energetskih vozil in industrij za shranjevanje energije prizmne baterije postopoma postale glavna rešitev na trgu.

 

Na področju novih energetskih vozil se sistemi električnih baterij, ki uporabljajo aluminijasto ohišje za baterijo LiFePO4 za EV električni avtobus in aluminijasto ohišje za baterijo Lifepo4 z električnim motorjem, pogosto uporabljajo zaradi svoje zanesljive strukture in priročnega vzdrževanja.

 

Na trgu dvokolesnih-vozil in lahkih-tovornih vozil povpraševanje po aluminijastih ohišjih za baterije za električna kolesa in aluminijastih ohišjih za Li-ionske baterije za električna kolesa-povezanih izdelkih še naprej raste, kar postavlja višje zahteve glede lahke baterije in varnosti.

 

Medtem trg za shranjevanje energije doživlja tudi hitro rast povpraševanja po strukturnih komponentah, kot so aluminijaste lupine za litij-železo-fosfatne baterijske celice, LFP prizmatične celice in aluminijaste lupine litijevih celic.

 

 

 

Prizmatične baterije-z aluminijastim ohišjem in prizmatične baterije v vrečki predstavljajo dve različni smeri razvoja. Strukture z aluminijastim-ohišjem se s svojo visoko mehansko trdnostjo, zrelimi proizvodnimi postopki in odlično sistemsko zanesljivostjo pogosto uporabljajo v električnih baterijah in hranilnikih energije.

 

Po drugi strani se strukture vrečk zanašajo na prednosti svoje lahke teže in visoke energijske gostote ter zavzemajo pomemben položaj v nekaterih -scenarijih aplikacij višjega cenovnega razreda.

 

V prihodnosti, z nenehnim napredkom v tehnologiji materialov, konstrukcijskem oblikovanju in proizvodnih procesih, ne glede na to, ali gre za aluminijaste lupine baterij z litijevimi celicami,aluminijaste lupine litij-železne celice, ali nove tehnologije za pakiranje baterij, vse bo vodilo novo energetsko industrijo k večji varnosti, večji energijski gostoti in daljši življenjski dobi.