Технічні відмінності та застосування призматичних батарей із алюмінієвим-корпусом і призматичних батарей із м’якою-пакетом

Із швидким розвитком ринків нових транспортних засобів, накопичувачів енергії та промислових джерел живлення форми упаковки для літій-іонних акумуляторів постійно розвиваються. Зараз основні призматичні літієві батареї на ринку в основному поділяються на дві категорії: призматичні батареї з алюмінієвим-корпусом і призматичні батареї з м’якою-пакетом. Ці дві технології суттєво відрізняються структурним дизайном, показниками безпеки, щільністю енергії, вартістю виробництва та сценаріями застосування. Розуміння їх характеристик має важливе довідкове значення для проектування силових батарей, систем накопичення енергії та структур акумуляторних блоків.

 

 

 

Призматичні батареї в алюмінієвому-корпусі використовують алюміній як зовнішню оболонку, утворюючи стабільну структуру за допомогою процесів лазерного зварювання або інкапсуляції. Ці продукти широко використовуються в нових енергетичних транспортних засобах, обладнанні для зберігання енергії та промислових енергетичних системах. Їх основна структура зазвичай використовує алюмінієвий корпус для літієвих призматичних елементів, що забезпечує високу механічну міцність і структурну стабільність.

 

Призматичні батареї з м’якою-упаковкою використовують алюмінієву-пластикову композитну плівку як зовнішній пакувальний матеріал із внутрішніми осередками, інкапсульованими за допомогою процесу термозварювання-. Завдяки більшій гнучкості пакувального матеріалу можна досягти більш гнучких розмірів, що забезпечує певні переваги в області полегшення.

 

 

 

Призматичні батареї в алюмінієвому-корпусі забезпечують високий механічний захист за нормальних умов експлуатації, ефективно протистоячи зовнішнім ударам і стисненню. Тому вони широко використовуються в алюмінієвих корпусах для автомобільних акумуляторів і великих-систем зберігання енергії.

 

Коли внутрішній тиск підвищується внаслідок заряджання/розряджання, зміни температури або утворення газу, алюмінієва конструкція корпусу може дещо розширюватися. За екстремальних умов активується запобіжний клапан, щоб скинути внутрішній тиск, тим самим зменшуючи ризик.

 

Навпаки, пакетні батареї через гнучку алюмінієву-пластикову плівку зазвичай випирають під час підвищення внутрішнього тиску. Їхній механізм скидання тиску є відносно м’яким, зменшуючи ймовірність розриву корпусу, що привертає увагу в деяких побутових електроніках і легких додатках.

 

 

На продуктивність літій-іонних акумуляторів при низьких-температурах головним чином впливають електроліт і система матеріалів, але спосіб упаковки також має певний вплив на продуктивність.

 

Традиційні призматичні батареї в-алюмінієвому корпусі широко використовуються в алюмінієвих корпусах літієвих батарей для електромобілів, зберігаючи добру структурну стабільність у середовищі з низькими{1}}температурами. Однак у міру зниження температури внутрішній опір батареї зростає, що призводить до зменшення розрядної ємності-. Це поширена проблема, з якою стикаються всі рідкі літієві батареї.

 

Завдяки своїй гнучкішій структурній конструкції пакетні батареї дозволяють створювати різноманітні конструкції та покращують використання ємності в обмеженому просторі, що дає їм перевагу в додатках із високою-енерго-щільністю.

 

 

За однакових умов об’єму пакетні батареї зазвичай легші, ніж батареї в алюмінієвому-корпусі, оскільки їхні пакувальні матеріали легші та містять меншу частку неактивних матеріалів.

 

Зі структурної точки зору, незважаючи на те, що призматичні батареї, що використовують алюмінієві корпуси акумуляторів LFP, збільшують вагу корпусу, вони пропонують кращий механічний захист і надійність системи, таким чином зберігаючи важливе місце в акумуляторах живлення та накопиченні енергії.

 

Пакетні батареї можуть ще більше покращити використання об’єму та гравіметричну щільність енергії, пропонуючи переваги для продуктів, що мають пріоритет на радіусі дії та легкій конструкції.

 

 

Нинішній ланцюжок виробництва призматичних акумуляторів із алюмінієвим-корпусом є дуже зрілим, із пов’язаними матеріалами, обладнанням і процесами, які забезпечують-велике виробництво.

 

Наприклад, корпус батареї, який використовується в алюмінієвому корпусі для літієвих батарей Powerwall, має повний ланцюжок поставок, що призводить до відносно низьких загальних витрат на виробництво. Крім того, алюмінієва конструкція корпусу полегшує автоматизоване виробництво та збірку упаковки, покращуючи послідовність виробництва та надійність продукції.

 

З іншого боку, батареї з м’якою упаковкою пред’являють вищі вимоги до алюмінієвої-пластикової плівки, процесів герметизації та виробничого середовища, що призводить до більших труднощів у виробництві та витрат на матеріали. Тому їхня загальна вартість виробництва зазвичай вища, ніж у алюмінієвих-корпусах.

 

 

Призматичні батареї в-алюмінієвому корпусі мають такі характеристики:

Висока міцність інкапсуляції та структурна стабільність;
Велика ємність-осередку, що полегшує системну інтеграцію;
Зрілий дизайн управління температурою;
Легко стандартизувати виробництво; Широко використовується в алюмінієвому корпусі для автомобільних LiFePO4 акумуляторів і систем зберігання енергії.

 

Однак вони також мають певні обмеження:

Багато характеристик і моделей продукції;
Труднощі в уніфікації стандартів автоматизації;
Низька сумісність між різними виробниками.
Вища складність конструкції акумуляторної батареї.

 

 

Основні переваги акумуляторів із м’яким-пакетом:

 

Менша вага;
Вищий обсяг використання;
Більша свобода дизайну;
Відносно рівномірний розподіл тепла;
Підходить для легких конструкцій виробів.

Їх обмеження в основному відображаються в:

Більш слабкий зовнішній захист;
Більш висока залежність від модульної структури;
Суворі вимоги до транспортування та монтажу;

Під час тривалого-користування потрібна більш складна механічна опорна конструкція.

 

 

Останніми роками зі швидким розвитком нових енергетичних транспортних засобів і галузей зберігання енергії призматичні батареї поступово стали основним рішенням на ринку.

 

У галузі нових енергетичних транспортних засобів системи живлення акумуляторів із використанням алюмінієвого корпусу для електричного автобуса LiFePO4 акумулятора та алюмінієвого корпусу для електродвигуна Lifepo4 акумулятора широко використовуються завдяки їх надійній конструкції та зручному обслуговуванню.

 

На ринку двоколісних-автомобілів і легких{1}}моторів попит на алюмінієві корпуси для акумуляторів для електричних велосипедів і алюмінієві корпуси для літій-іонних акумуляторів- для електровелосипедів продовжує зростати, висуваючи все більші вимоги до легкості акумуляторів і безпеки.

 

Тим часом ринок накопичувачів енергії також відчуває швидке зростання попиту на структурні компоненти, такі як алюмінієві оболонки для літій-залізо-фосфатних акумуляторних елементів, призматичні елементи LFP та алюмінієві корпуси літієвих елементів.

 

 

 

Призматичні батареї в алюмінієвому-корпусі та мішечні призматичні батареї представляють два різні напрямки розвитку. Алюмінієві -конструкції з їхньою високою механічною міцністю, розвиненими виробничими процесами та чудовою надійністю системи широко використовуються в акумуляторних батареях і накопичувачах енергії.

 

З іншого боку, пакетні структури покладаються на свою легку вагу та високу щільність енергії, займаючи важливе місце в деяких -сценаріях застосувань високого рівня.

 

У майбутньому, з постійним прогресом у технології матеріалів, конструкційному дизайні та виробничих процесах, будь то алюмінієві корпуси літієвих батарей,алюмінієві корпуси літій-залізних елементів, або нові технології упаковки акумуляторів, усе це сприятиме розвитку нової енергетичної галузі до підвищення безпеки, вищої щільності енергії та довшого терміну служби.