Az alumínium-házas prizmatikus akkumulátorok és a puha-csomagolt prizmatikus akkumulátorok műszaki különbségei és alkalmazásai

Az új energetikai járművek, az energiatároló rendszerek és az ipari áramellátási piacok gyors fejlődésével a lítium{0}}akkumulátorok csomagolási formái folyamatosan fejlődnek. Jelenleg a piacon lévő főbb prizmás lítium akkumulátorok két kategóriába sorolhatók: alumínium-házas prizmás akkumulátorok és puha-csomagos prizmatikus akkumulátorok. Ez a két technológia jelentősen eltér a szerkezeti kialakítás, a biztonsági teljesítmény, az energiasűrűség, a gyártási költségek és az alkalmazási forgatókönyvek tekintetében. Jellemzőik megértése jelentős referenciaértéket jelent az akkumulátorok, az energiatároló rendszerek és az akkumulátorcsomag-szerkezetek tervezésénél.

 

 

 

Az alumínium-házas prizmás akkumulátorok alumíniumot használnak külső héjként, amely stabil szerkezetet alkot a lézeres hegesztési vagy kapszulázási folyamatok révén. Ezeket a termékeket széles körben használják új energetikai járművekben, energiatároló berendezésekben és ipari energiarendszerekben. Magszerkezetük jellemzően alumíniumhéj-megoldást alkalmaz lítium-prizmás cellákhoz, nagy mechanikai szilárdságot és szerkezeti stabilitást érve el.

 

A puha-pack prizmatikus akkumulátorok alumínium-műanyag kompozit fóliát használnak külső csomagolóanyagként, a belső cellákat pedig hőzárási folyamattal-kapszulázzák. A csomagolóanyag nagyobb rugalmasságának köszönhetően rugalmasabb mérettervek érhetők el, ami bizonyos előnyöket kínál a könnyűsúlyozás terén.

 

 

 

Az alumínium-házas prizmás akkumulátorok magas szintű mechanikai védelmet nyújtanak normál működési körülmények között, hatékonyan ellenállnak a külső hatásoknak és a nyomásnak. Ezért széles körben használják autóakkumulátorok alumíniumházaiban és nagy-energiatároló rendszerekben.

 

Amikor a belső nyomás növekszik a töltés/kisütés, a hőmérséklet-változások vagy a gázképződés miatt, az alumínium burkolat szerkezete enyhén kitágulhat. Szélsőséges körülmények között egy biztonsági szelep aktiválódik, hogy felszabadítsa a belső nyomást, ezáltal csökkentve a kockázatot.

 

Ezzel szemben a zacskós akkumulátorok rugalmas alumínium{0}}műanyag fólia tokozásuk miatt általában kidudorodnak, amikor a belső nyomás megnő. Nyomásoldó mechanizmusuk viszonylag kíméletes, csökkenti a burkolat felszakadásának valószínűségét, így felhívja magára a figyelmet egyes szórakoztatóelektronikai és könnyű alkalmazásokban.

 

 

A lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű-hőmérsékletű teljesítményét elsősorban az elektrolit- és anyagrendszer befolyásolja, de a csomagolási mód is bizonyos mértékben befolyásolja a teljesítményt.

 

A hagyományos alumínium{0}}házas prizmatikus akkumulátorokat széles körben használják az elektromos járművek lítium akkumulátorcsomag-megoldásaihoz alumínium tokban, amelyek jó szerkezeti stabilitást tartanak fenn alacsony hőmérsékletű környezetben. A hőmérséklet csökkenésével azonban az akkumulátor belső ellenállása növekszik, ami a kisütési kapacitás csökkenéséhez vezet, -ez az összes folyékony lítium akkumulátor gyakori problémája.

 

A zacskós akkumulátorok rugalmasabb szerkezeti felépítésüknek köszönhetően változatos formatervezést tesznek lehetővé, és javítják a kapacitáskihasználást korlátozott helyen, így előnyt jelentenek a nagy-energiasűrűségű-alkalmazásokban.

 

 

Azonos térfogati feltételek mellett a tasakos akkumulátorok általában könnyebbek, mint az alumínium{0}}házas akkumulátorok, mivel csomagolóanyagaik könnyebbek, és kisebb arányban tartalmaznak inaktív anyagokat.

 

Szerkezeti szempontból, míg az LFP akkumulátor alumínium házat használó prizmás akkumulátorok növelik a burkolat súlyát, jobb mechanikai védelmet és rendszermegbízhatóságot kínálnak, így fontos pozíciót tartanak fenn az akkumulátorok és az energiatárolás terén.

 

A zacskós akkumulátorok tovább javíthatják a térfogatkihasználást és a gravimetrikus energiasűrűséget, előnyöket kínálva a választékot és a könnyű kialakítást előnyben részesítő termékek számára.

 

 

A jelenlegi alumínium{0}}prizmás akkumulátor-ipari lánc nagyon kiforrott, a kapcsolódó anyagokkal, berendezésekkel és folyamatokkal nagy-léptékű gyártás érhető el.

 

Például a Powerwall lítium akkumulátorcsomagokhoz készült alumínium tokban használt akkumulátorház teljes ellátási lánccal rendelkezik, ami viszonylag alacsony teljes gyártási költséget eredményez. Ezenkívül az alumínium házszerkezet megkönnyíti az automatizált gyártást és a csomagolás összeszerelését, javítva a gyártás konzisztenciáját és a termék megbízhatóságát.

 

A lágy{0}}akkumulátorok viszont magasabb követelményeket támasztanak az alumínium-műanyag fólia anyagokkal, a kapszulázási folyamatokkal és a gyártási környezetekkel szemben, ami nagyobb gyártási nehézségekhez és anyagköltségekhez vezet. Ezért a teljes gyártási költségük általában magasabb, mint az alumínium{3}}házas megoldásoké.

 

 

Az alumínium-házas prizmás akkumulátorok a következő jellemzőkkel rendelkeznek:

Magas kapszulázási szilárdság és szerkezeti stabilitás;
Nagy egycellás{0}}kapacitás, amely megkönnyíti a rendszerintegrációt;
Érett hőkezelési tervezés;
Könnyen szabványosítható a gyártás; Széles körben használják alumínium tokban autós LiFePO4 akkumulátorcsomagokhoz és energiatároló rendszerekhez.

 

Vannak azonban bizonyos korlátai is:

Számos termékleírás és modell;
Nehézségek az automatizálási szabványok egységesítésében;
Alacsony kompatibilitás a különböző gyártók között.
Nagyobb bonyolultság az akkumulátorcsomag kialakításában.

 

 

A puha{0}}akkumulátorok fő előnyei a következők:

 

Könnyebb súly;
Nagyobb mennyiségkihasználás;
Nagyobb tervezési szabadság;
Viszonylag egyenletes hőeloszlás;
Alkalmas könnyű termékkialakításokhoz.

Korlátai elsősorban a következőkben tükröződnek:

Gyengébb külső védelem;
Nagyobb függőség a modul felépítésétől;
Szigorú szállítási és összeszerelési követelmények;

Kifinomultabb mechanikai támogatási kialakításra van szükség a hosszú távú{0}}használat során.

 

 

Az elmúlt években az új energetikai járművek és az energiatároló iparágak gyors fejlődésével a prizma akkumulátorok fokozatosan a piac fő megoldásává váltak.

 

Az új energetikai járművek területén az elektromos autóbusz LiFePO4 akkumulátorcsomag alumínium házát és az elektromos autó Lifepo4 akkumulátorcsomag alumínium házát tartalmazó akkumulátorrendszereket széles körben használják megbízható szerkezetük és kényelmes karbantartásuk miatt.

 

A kétkerekű -kerekű járművek és a könnyű{1}}akkumulátorok piacán az elektromos kerékpár akkumulátorcsomagokhoz és a Li-ionos elektromos kerékpár akkumulátorokhoz- vonatkozó alumíniumtokok iránti kereslet folyamatosan növekszik, ami magasabb követelményeket támaszt az akkumulátor könnyű súlyával és biztonságával szemben.

 

Eközben az energiatárolási piacon is gyorsan növekszik a kereslet az olyan szerkezeti elemek iránt, mint a lítium-vas-foszfát akkumulátorcellák alumíniumhéjai, az LFP prizmacellák és a lítiumcellás alumínium héjak.

 

 

 

Az alumínium-házas prizmás akkumulátorok és a tasakos prizmás akkumulátorok két különböző fejlesztési irányt képviselnek. Az alumínium-házszerkezeteket nagy mechanikai szilárdságukkal, kiforrott gyártási folyamataikkal és kiváló rendszermegbízhatóságukkal széles körben használják az akkumulátorokban és az energiatárolásban.

 

A tasakos szerkezetek ezzel szemben a könnyű súly és a nagy energiasűrűség előnyeire támaszkodnak, és fontos helyet foglalnak el néhány csúcskategóriás{0}}alkalmazási forgatókönyvben.

 

A jövőben az anyagtechnológia, a szerkezeti tervezés és a gyártási folyamatok folyamatos fejlődésével, legyen szó lítiumcellás akkumulátor alumínium héjáról,lítium-vas cellás alumínium héjak, vagy új akkumulátorcsomagolási technológiák, mind a nagyobb biztonság, nagyobb energiasűrűség és hosszabb élettartam felé tereli az új energiaipart.