PRISMATISCHE ZELLEN VS. ZYLINDRISCHE ZELLEN: EIN VERGLEICH

In der sich rasch entwickelnden Landschaft der Batterietechnologie kann die Wahl zwischen verschiedenen Arten von Lithium-Ionen-Batterien erhebliche Auswirkungen auf die Leistung und Anwendung verschiedener Geräte haben. ASSPrismatische Zellen und zylindrische Zellen bieten unterschiedliche Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten. Lassen Sie uns die wichtigsten Unterschiede zwischen diesen beiden Zelltypen näher betrachten und ihre möglichen Auswirkungen untersuchen.

Prismatische Zellen erforschen

Prismatische Zellen stellen eine chemische Verbindung dar, die in einem starren Gehäuse eingeschlossen ist, das normalerweise eine rechteckige Form hat. Dieses Design ermöglicht das effiziente Stapeln mehrerer Zellen in einem Batteriemodul. Prismatische Zellen gibt es in zwei Varianten: gestapelt oder gerollt und mit abgeflachten Elektrodenblättern (Anode, Separator, Kathode). Das Design gestapelter prismatischer Zellen ermöglicht die Freisetzung von mehr Energie auf einmal, was die Leistung verbessert. Im Gegensatz dazu bieten abgeflachte prismatische Zellen eine größere Energiespeicherung und verbessern die Haltbarkeit.

Prismatische Zellen werden hauptsächlich in Energiespeichersystemen und Elektrofahrzeugen eingesetzt und eignen sich hervorragend für Anwendungen, die eine höhere Energiekapazität erfordern. Aufgrund ihrer größeren Größe eignen sie sich weniger für kompakte Geräte wie Mobiltelefone oder E-Bikes. Für energieintensive Anwendungen erweisen sich prismatische Zellen jedoch als zuverlässige Wahl.

Enthüllung zylindrischer Zellen

Zylindrische Zellen sind, wie der Name schon sagt, in starren, zylindrischen Dosen eingeschlossen. Ihre kompakte, runde Form erleichtert das Stapeln in Geräten verschiedener Größen. Diese Form verhindert auch ein Aufquellen durch Gasansammlungen im Gehäuse, ein Phänomen, das andere Zellformate beeinträchtigen kann.

Eine zylindrische Lithium-Ionen-Batterie zeichnet sich durch ihre zylindrische Form aus und trägt daher den Namen „zylindrische Lithium-Ionen-Batterie“. Diese Batterien werden anhand ihrer Anodenmaterialien klassifiziert und umfassen Varianten wie Lithium-Kobaltoxide (LiCoO2), Lithium-Mangan (LiMn2O4), Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt (LiNiMnCoO2 oder NMC), Lithium-Aluminium-Nickel-Kobalt (LiNiCoAlO2 oder NCA), Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) und Lithiumtitanat (Li4Ti5O12).

Zylinderzellen wurden ursprünglich in Laptops verwendet und machten sich mit Teslas Einsatz in Elektrofahrzeugen einen Namen. Diese Zellen sind wichtige Komponenten von E-Bikes, medizinischen Geräten und sogar Satelliten, wo ihre einzigartige Form für Widerstandsfähigkeit gegen atmosphärische Druckschwankungen sorgt.

Wichtige Unterschiede: Größe, Anschlüsse und Leistung

Die Unterschiede zwischen prismatischen und zylindrischen Zellen gehen über ihre Form hinaus. Wichtige Unterschiede sind Größe, Anzahl der elektrischen Verbindungen und Leistungsabgabe.

Größe

Prismatische Zellen sind wesentlich größer als zylindrische Zellen und speichern mehr Energie pro Zelle. Eine einzelne prismatische Zelle kann beispielsweise so viel Energie speichern wie 20 bis 100 zylindrische Zellen. Aufgrund ihrer geringeren Größe eignen sich zylindrische Zellen für Anwendungen mit geringerem Leistungsbedarf, was ihren Einsatzbereich erweitert. Zylindrische Zellen haben, wie der Name schon sagt, eine zylindrische Form, die herkömmlichen AA-Batterien ähnelt. Prismatische Zellen sind eher rechteckig und flach, während Pouch-Zellen flexibel sind und häufig in einem weichen Beutel eingeschlossen sind.

Verbindungen

Die Anzahl der in einem Akkupack erforderlichen elektrischen Verbindungen ist ein weiterer entscheidender Unterschied. Dieser Faktor wirkt sich direkt auf die Gesamtkomplexität und Zuverlässigkeit des Akkusystems aus. Prismatische Zellen sind größer und haben eine höhere Energiedichte. Sie benötigen weniger Zellen, um eine bestimmte Energiekapazität zu erreichen als zylindrische Zellen. Dies bedeutet, dass Akkupacks mit prismatischen Zellen weniger elektrische Verbindungen haben, was zu potenziell weniger Fehlerquellen während der Herstellung und Verwendung führt. Andererseits benötigen zylindrische Zellen aufgrund ihrer geringeren Größe mehr Zellen, um die gleiche Energiekapazität zu erreichen, was zu einer höheren Anzahl von Verbindungen führt.

Leistungsabgabe und Leistung

Die Leistungsabgabe ist ein entscheidender Faktor für verschiedene Anwendungen, von Smartphones, die schnell aufgeladen werden müssen, bis hin zu Elektrofahrzeugen, die eine hohe Beschleunigung erfordern. Zylindrische Zellen weisen im Vergleich zu prismatischen Zellen häufig eine bessere Leistungsabgabe auf. Dieser Vorteil ergibt sich aus ihrer geringeren Größe und der höheren Anzahl von Verbindungen, wodurch eine verteiltere Leistungsabgabe möglich ist. Daher werden zylindrische Zellen häufig für Hochleistungsanwendungen wie Elektrofahrzeuge und Elektrowerkzeuge gewählt. Prismatische Zellen hingegen werden für energieintensive Anwendungen bevorzugt, bei denen eine gleichmäßige und anhaltende Leistungsabgabe wichtiger ist als plötzliche Leistungsspitzen.

Die prismatische Revolution

Die fortschreitende Entwicklung der Elektrofahrzeugbranche führt zu einer dynamischen Verschiebung der Batteriepräferenzen. Obwohl derzeit zylindrische Zellen den EV-Sektor dominieren, gibt es überzeugende Gründe, warum prismatische Zellen möglicherweise die Führung übernehmen könnten.

Prismatische Zellen bieten Möglichkeiten zur Kostensenkung durch Rationalisierung der Herstellungsschritte. Ihr größeres Design ermöglicht die Herstellung größerer Zellen, wodurch der Bedarf an komplizierten elektrischen Verbindungen während der Produktion minimiert wird.

Darüber hinaus sind prismatische Zellen gut mit der Lithium-Eisenphosphat-Chemie (LFP) vereinbar und nutzen reichlich vorhandene und kostengünstige Materialien. LFP-Batterien basieren auf weithin verfügbaren Ressourcen, im Gegensatz zu anderen Chemikalien, die auf teure Elemente wie Nickel und Kobalt angewiesen sind.

Mit der zunehmenden Verbreitung prismatischer LFP-Zellen kommt es zu bemerkenswerten Veränderungen. Asiatische Hersteller von Elektrofahrzeugen verbauen LiFePO4-Batterien in prismatischen Formaten, während Tesla für bestimmte Automodelle in China hergestellte prismatische Batterien einführt.

Allerdings bringt die LFP-Chemie auch Einschränkungen mit sich, wie beispielsweise eine geringere Energiedichte im Vergleich zu anderen chemischen Verfahren, was sie für Hochleistungsfahrzeuge ungeeignet macht. Auch bei der Vorhersage des Ladezustands von LFP-Zellen stoßen Batteriemanagementsysteme auf Schwierigkeiten.

Hier ist ein Vergleich, der Ihnen helfen soll, die Unterschiede zwischen diesen beiden Zelltypen zu verstehen:

Welchen Zelltyp sollten Sie wählen?

Der beste Zelltyp hängt von Ihren spezifischen Anforderungen ab:

• Wählen Sie prismatische Zellen, wenn Sie Energiespeicher mit hoher Kapazität für private oder gewerbliche Systeme oder Elektrofahrzeuge benötigen, bei denen Platzeffizienz im Vordergrund steht.
• Entscheiden Sie sich für zylindrische Zellen, wenn Ihre Anwendung ein ausgezeichnetes Wärmemanagement, Haltbarkeit und Modularität erfordert, wie etwa bei Elektrowerkzeugen oder Unterhaltungselektronik.

Fazit

Die Wahl zwischen prismatischen und zylindrischen Zellen geht über die Form hinaus. Zu berücksichtigen sind Größe, Anschlüsse und Leistungsabgabe, abgestimmt auf unterschiedliche Anwendungen und zukünftige Trends in der Batterietechnologie. Während die Suche nach effizienteren und nachhaltigeren Energielösungen weitergeht, treibt der Wettbewerb zwischen diesen beiden Zelltypen die Entwicklung batteriebetriebener Innovationen voran. Zufälligerweise ASS bietet sowohl prismatische als auch zylindrische Batterien an. Bei Interesse können Sie diese gerne einmal ausprobieren.