"اختلاف فرم" سلولهای باتری لیتیوم هرگز متوقف نشده است - سلولهای استوانه ای نیمی از بازار الکترونیک مصرفی را با مدلهایی مانند 18650 و 21700 اشغال می کنند ، در حالی که سلولهای مربع به دلیل ادغام زیاد به جریان اصلی باتری های برق تبدیل شده اند. تکامل تکنولوژیکی این دو شکل در اصل یک پاسخ دقیق به نیازهای سناریوهای مختلف است.
1 سلولهای باتری استوانه ای: مزایای ذاتی استاندارد سازی و اتلاف گرما
رقابت اصلی سلولهای باتری استوانه ای در استاندارد سازی بالا نهفته است. اندازه استاندارد 18650 سلول باتری با قطر 18 میلی متر و طول 65 میلی متر باعث می شود که عملکرد تولید خودکار بیش از 95 ٪ باشد و ظرفیت تولید روزانه یک خط تولید واحد می تواند به 500000 قطعه برسد. سلول باتری 4680 تسلا با افزایش قطر آن به 46 میلی متر ، چگالی انرژی خود را 5 برابر افزایش داده است. در عین حال ، یک طرح گوش کاملاً مناسب را اتخاذ می کند ، که مسیر فعلی را کوتاه می کند و تولید گرما را 40 ٪ کاهش می دهد. همراه با صفحه خنک شده با آب پایین ، می تواند از شارژ 5C Ultra Fast (که در 12 دقیقه کاملاً شارژ می شود) پشتیبانی کند.
اتلاف گرمای یکنواخت ناشی از ساختار دایره ای یکی دیگر از مزایای اصلی است. در لپ تاپ ها ، اختلاف دما بسته های باتری استوانه ای موازی چند سری را می توان در 3 درجه کنترل کرد ، بسیار پایین تر از 5 درجه سلولهای مربع. یک بازی خاص در ابتدا از 21700 سلول باتری استوانه ای استفاده می کرد. پس از دویدن با بار کامل به مدت 4 ساعت متوالی ، دمای باتری به حداکثر 42 درجه رسیده است ، در حالی که همان مدل پیکربندی با استفاده از سلولهای باتری مربع به 48 درجه رسیده است. در زمینه ابزارهای برقی ، سلولهای استوانه ای عملکرد ضد لرزش بهتری دارند. پس از آزمایش لرزش شتاب 10 گرم ، میزان میرایی ظرفیت 15 ٪ پایین تر از سلولهای مربع است و آنها را به عنوان انتخاب ترجیحی برای دریل های ضربه و چرخ های زاویه ای تبدیل می کند.
ترکیب مدولار سلولهای استوانه ای انعطاف پذیری بالایی دارد. با استفاده از اتصالات موازی سری های مختلف ، می توان به سرعت با الزامات ولتاژ از 1.5 ولت تا 1000 ولت تطبیق داد. یک برند خاص در فضای باز از 18650 سلول باتری استفاده می کند و مجموعه ای از محصولات را با ظرفیت های مختلف از 500 تا 3000 ساعت از طریق ترکیب "بلوک ساختمانی" راه اندازی می کند. چرخه تحقیق و توسعه به 3 ماه کوتاه شده است و باعث صرفه جویی در 50 ٪ از زمان در مقایسه با محلول های سلول باتری مربع می شود.
2 سلول باتری به شکل مربع: مزایای استفاده از فضا و سفارشی سازی
سلولهای باتری مربع در قابلیت استفاده و قابلیت های سفارشی سازی فضا برتری دارند. با تنظیم ابعاد طول ، عرض و ارتفاع ، سلولهای باتری مربع می توانند با حفره های مختلف دستگاه سازگار شوند. یک سلول باتری مربع سفارشی از یک سازنده تلفن همراه خاص دارای ضخامت تنها 3.5 میلی متر است که وزن بدن را 10 ٪ کاهش می دهد و ظرفیت را به 5000mAh افزایش می دهد. در زمینه باتری های برق ، پوسته سفت و سخت سلولهای مربع می تواند در برابر فشرده سازی بیشتر مقاومت کند و احتمال اتصال کوتاه در آزمایش سوراخ سوزن 25 ٪ پایین تر از سلولهای استوانه ای است. باتری تیغه BYD طول سلولهای مربع را به 1.2 متر گسترش می دهد و از طریق آرایش آرایه ، میزان استفاده از حجم به 60 ٪ افزایش می یابد که 20 درصد بالاتر از سلولهای مربع سنتی است.
محبوبیت فناوری لمینیت باعث افزایش عملکرد سلولهای باتری مربع شده است. در مقایسه با فناوری سیم پیچ سنتی ، میزان استفاده از صفحات الکترود در سلولهای مربع چند لایه به 95 ٪ افزایش یافته است و خطای قوام ظرفیت در 2 ٪ کنترل می شود. فناوری CATL CTP (غیر ماژول) سلولهای مربع را مستقیماً در بسته های باتری ادغام می کند و 20 ٪ از اجزای ساختاری را صرفه جویی می کند و به چگالی انرژی 290WH/کیلوگرم می رسد که 10 ٪ بیشتر از محلول CTP برای سلولهای استوانه ای است. در زمینه ذخیره انرژی ، باتری های شکل مربع در طول چرخه طولانی از مزیت برخوردار هستند. یک باتری فسفات آهن لیتیوم 100AH مربع خاص دارای میزان احتباس ظرفیت 80 ٪ پس از 10000 چرخه است که 15 درصد بیشتر از باتری های استوانه ای با همان مشخصات است.
3 ادغام و تمایز: جهت آینده نقشه راه فناوری
دو شکل به سمت "نوآوری یکپارچه" حرکت می کنند. سلول باتری استوانه ای فرآیند انباشت سلول باتری مربع را اتخاذ می کند و سلول باتری 4680 از سیم پیچ انباشته شده استفاده می کند ، با افزایش 10 ٪ اضافی در چگالی انرژی. مفهوم استاندارد سازی معرفی سلولهای استوانه ای به سلولهای باتری مربع اتخاذ شده است. سلولهای باتری "استوانه ای مربع" که توسط Aviation Innovation China راه اندازی شده است ، ضمن استفاده از هسته های قطبی دایره ای ، تعادل در اتلاف گرما و راندمان فضا ، پوسته مربع را حفظ می کند. در باتری مدلهای SUV ، میزان استفاده از حجم 5 ٪ افزایش یافته است.
تمایز سناریوها به طور فزاینده ای روشن می شود: در زمینه هایی مانند الکترونیک مصرفی و ابزارهای برق که به استاندارد سازی بالا نیاز دارند ، باتری های استوانه ای هنوز انتخاب ترجیحی هستند و 21700 باتری قبلاً به سهم بازار 70 ٪ در آچارهای برقی رسیده اند. در سناریوهای با ظرفیت بالا مانند وسایل نقلیه انرژی جدید و ذخیره انرژی ، سلولهای مربع با مزایای ادغام آنها حاکم هستند و بیش از 60 ٪ باتری های قدرت جهانی را به خود اختصاص می دهند. در آینده ، با توسعه فناوری CTC (سلول شاسی یکپارچه سلول) ، این دو شکل ممکن است بیشتر متمایز شود - سلولهای استوانه ای که به سمت کوچک سازی بزرگنمایی در حال تحول هستند و سلولهای مربعی به سمت اجزای ساختاری در مقیاس بزرگ و یکپارچه می روند ، در نهایت ادامه می یابد تا تخصص های مربوطه خود را در سناریوهای مرتبط خود عمیق تر کنند.