Технически разлики и приложения на призматични батерии с алуминиева-корпус и призматични батерии с мек-пакет

С бързото развитие на пазарите на нови енергийни превозни средства, системи за съхранение на енергия и индустриални електрозахранвания, формите за опаковане на литиево-йонни батерии непрекъснато се развиват. Понастоящем масовите призматични литиеви батерии на пазара се разделят основно на две категории: призматични батерии с алуминиев-корпус и призматични батерии с мек-пакет. Тези две технологии се различават значително по структурен дизайн, безопасност, енергийна плътност, производствени разходи и сценарии на приложение. Разбирането на техните характеристики е от значителна референтна стойност за проектирането на захранващи батерии, системи за съхранение на енергия и структури на батерийни пакети.

 

 

 

Призматичните батерии с алуминиев -корпус използват алуминий като външна обвивка, образувайки стабилна структура чрез лазерно заваряване или процеси на капсулиране. Тези продукти се използват широко в нови енергийни превозни средства, оборудване за съхранение на енергия и промишлени енергийни системи. Тяхната основна структура обикновено приема решение за алуминиева обвивка за литиеви призматични клетки, постигайки висока механична якост и структурна стабилност.

 

Призматичните батерии с мека-опаковка използват алуминиево-пластмасово композитно фолио като външен опаковъчен материал, като вътрешните клетки са капсуловани чрез процес на топлинно-запечатване. Благодарение на по-голямата гъвкавост на опаковъчния материал, могат да се постигнат по-гъвкави дизайни на размерите, предлагащи определени предимства в областта на олекотяването.

 

 

 

Призматичните батерии с алуминиев -корпус предлагат висока механична защита при нормални условия на работа, като ефективно издържат на външни удари и натиск. Поради това те се използват широко в алуминиеви кутии за автомобилни батерии и широкомащабни-системи за съхранение на енергия.

 

Когато вътрешното налягане се увеличи поради зареждане/разреждане, температурни промени или генериране на газ, структурата на алуминиевия корпус може да покаже леко разширение. При екстремни условия се активира предпазен клапан, за да освободи вътрешното налягане, като по този начин намалява риска.

 

Обратно, торбичките батерии, поради тяхното гъвкаво алуминиево-пластмасово капсулиране, обикновено се издуват, когато вътрешното налягане се увеличи. Техният механизъм за освобождаване на налягането е относително нежен, намалявайки вероятността от спукване на корпуса, като по този начин привлича вниманието в някои потребителски електроники и леки приложения.

 

 

Ефективността при ниски -температури на литиево-йонните батерии се влияе основно от електролита и системата от материали, но методът на опаковане също оказва известно влияние върху производителността.

 

Традиционните призматични батерии с алуминиев-корпус се използват широко в алуминиеви корпуси за решения за пакети с литиеви батерии за електромобили, като поддържат добра структурна стабилност в среда с ниска-температура. С понижаването на температурата обаче вътрешното съпротивление на батерията се увеличава, което води до намаляване на капацитета за разреждане-често срещан проблем, пред който са изправени всички течни литиеви батерии.

 

Пакет батериите, благодарение на по-гъвкавия си структурен дизайн, позволяват дизайн с разнообразна форма и подобряват използването на капацитета в рамките на ограничено пространство, което им дава предимство при приложения с висока-енергийна-плътност.

 

 

При същите условия на обем торбичките батерии обикновено са по-леки от батериите с алуминиев -корпус, тъй като техните опаковъчни материали са по-леки и съдържат по-нисък процент неактивни материали.

 

От структурна гледна точка, докато призматичните батерии, използващи алуминиеви корпуси на батерии LFP, увеличават теглото на корпуса, те предлагат по-добра механична защита и надеждност на системата, като по този начин поддържат важна позиция в захранващите батерии и съхранението на енергия.

 

Пакет батериите могат допълнително да подобрят оползотворяването на обема и гравиметричната енергийна плътност, като предлагат предимства за продуктите, даващи приоритет на обхвата и олекотения дизайн.

 

 

Настоящата верига за производството на призматични батерии с алуминиев-корпус е много зряла, със свързани материали, оборудване и процеси, постигащи широкомащабно-производство.

 

Например корпусът на батерията, използван в алуминиевата кутия за литиеви батерии Powerwall, има пълна верига за доставки, което води до относително ниски общи производствени разходи. Освен това структурата на алуминиевата обвивка улеснява автоматизираното производство и сглобяване на опаковката, подобрявайки последователността на производството и надеждността на продукта.

 

Меките -батерии, от друга страна, имат по-високи изисквания за алуминиеви-пластмасови филмови материали, процеси на капсулиране и производствени среди, което води до по-големи производствени трудности и разходи за материали. Поради това общата им производствена цена обикновено е по-висока от тази на решенията с-алуминиев корпус.

 

 

Призматичните батерии с-алуминиев корпус имат следните характеристики:

Висока здравина на капсулиране и структурна стабилност;
Голям{0}}капацитет на една клетка, улесняващ системната интеграция;
Зрял дизайн за управление на топлината;
Лесно стандартизиране на производството; Широко използван в алуминиев корпус за автомобилни LiFePO4 батерии и системи за съхранение на енергия.

 

Те обаче имат и определени ограничения:

Много продуктови спецификации и модели;
Трудност при уеднаквяване на стандартите за автоматизация;
Ниска съвместимост между различни производители.
По-висока сложност в дизайна на батерията.

 

 

Основните предимства на меките-батерии включват:

 

По-леко тегло;
По-високо използване на обема;
По-голяма свобода на дизайна;
Относително равномерно разпределение на топлината;
Подходящ за дизайни на леки продукти.

Техните ограничения се отразяват главно в:

По-слаба външна защита;
По-висока зависимост от модулната структура;
Строги изисквания за транспортиране и монтаж;

Необходимост от по-усъвършенстван механичен опорен дизайн при дългосрочна-използване.

 

 

През последните години, с бързото развитие на нови енергийни превозни средства и индустрии за съхранение на енергия, призмените батерии постепенно се превърнаха в основното решение на пазара.

 

В областта на новите енергийни превозни средства системите за захранващи батерии, използващи алуминиев корпус за EV електрически автобус LiFePO4 батериен пакет и алуминиев корпус за електрически моторни коли Lifepo4 батериен пакет, се използват широко поради тяхната надеждна структура и удобна поддръжка.

 

На пазара на дву{0}}колесни превозни средства и леки-натоварвания, търсенето на алуминиеви кутии за батерии за електрически велосипеди и алуминиеви кутии за продукти, свързани с{-йонни батерии за електрически велосипеди-, продължава да расте, поставяйки по-високи изисквания към теглото и безопасността на батерията.

 

Междувременно пазарът за съхранение на енергия също изпитва бърз растеж в търсенето на структурни компоненти като алуминиеви черупки за литиево-железни фосфатни батерийни клетки, LFP призматични клетки и алуминиеви черупки на литиеви клетки.

 

 

 

Призматичните батерии с алуминиев-корпус и призматичните батерии в торбичка представляват две различни посоки на развитие. Конструкциите с алуминиев -корпус, с тяхната висока механична якост, зрели производствени процеси и отлична системна надеждност, се използват широко в захранващи батерии и съхранение на енергия.

 

Структурите на торбичките, от друга страна, разчитат на своите леки предимства и висока енергийна плътност, заемайки важна позиция в някои-сценарии на приложение от висок клас.

 

В бъдеще, с непрекъснат напредък в технологията на материалите, структурния дизайн и производствените процеси, независимо дали става въпрос за алуминиеви корпуси на литиево-клетъчни батерии,алуминиеви черупки с литиево-желязна клетка, или нови технологии за опаковане на батерии, всичко това ще тласне новата енергийна индустрия към по-висока безопасност, по-висока енергийна плътност и по-дълъг живот.