PRISMATISCHE ZELLEN VS. ZYLINDRISCHE ZELLEN: EIN VERGLEICH

In der sich schnell entwickelnden Landschaft der Batterietechnologie kann die Wahl zwischen verschiedenen Arten von Lithium-Ionen-Batterien erhebliche Auswirkungen auf die Leistung und Anwendung verschiedener Geräte haben. ACEDie prismatischen und zylindrischen Zellen von bieten deutliche Vorteile und Anwendungen. Lassen Sie uns die wichtigsten Unterschiede zwischen diesen beiden Zelltypen untersuchen und ihre möglichen Auswirkungen untersuchen.

Erforschung prismatischer Zellen

Prismatische Zellen stellen eine Chemie dar, die in einem starren Gehäuse eingeschlossen ist, das typischerweise eine rechteckige Form hat. Dieses Design ermöglicht eine effiziente Stapelung mehrerer Zellen innerhalb eines Batteriemoduls. Prismatische Zellen gibt es in zwei Varianten: gestapelte oder gerollte und abgeflachte Elektrodenblätter (Anode, Separator, Kathode). Das Design gestapelter prismatischer Zellen ermöglicht die Freisetzung von mehr Energie auf einmal und steigert so die Leistung. Im Gegensatz dazu bieten abgeflachte prismatische Zellen eine größere Energiespeicherung und erhöhen so die Haltbarkeit.

Prismatische Zellen werden hauptsächlich in Energiespeichersystemen und Elektrofahrzeugen eingesetzt und glänzen bei 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 jedoch prismatische Zellen 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 unterschiedlicher Größe. Diese Form verhindert auch ein Anschwellen durch Gasansammlung 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-Kobalt-Oxide (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 zunächst in Laptops populär gemacht und machten sich mit Teslas Einsatz in Elektrofahrzeugen einen Namen. Diese Zellen sind wesentliche Bestandteile von E-Bikes, medizinischen Geräten und sogar Satelliten, deren einzigartige Form für Widerstandsfähigkeit gegenüber atmosphärischen Druckschwankungen sorgt.

Hauptunterschiede: Größe, Anschlüsse und Leistung

Die Unterschiede zwischen prismatischen und zylindrischen Zellen gehen über ihre Form hinaus. Zu den bemerkenswerten Unterschieden gehören die Größe, die Anzahl der elektrischen Anschlüsse und die Leistungsabgabe.

Größe

Prismatische Zellen sind wesentlich größer als zylindrische Zellen und speichern mehr Energie pro Zelle. Zur Veranschaulichung: Eine einzelne prismatische Zelle kann so viel Energie speichern wie 20 bis 100 zylindrische Zellen. Die geringere Größe zylindrischer Zellen macht sie für Anwendungen geeignet, die eine geringere Leistung erfordern, und erweitert so ihren Einsatzbereich. 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 oft in einem weichen Beutel eingeschlossen sind.

Verbindungen

Die Anzahl der elektrischen Anschlüsse, die in einem Akkupack erforderlich sind, ist ein weiterer entscheidender Unterschied. Dieser Faktor wirkt sich direkt auf die Gesamtkomplexität und Zuverlässigkeit des Batteriesystems aus. Da prismatische Zellen größer sind und eine höhere Energiedichte aufweisen, benötigen sie im Vergleich zu zylindrischen Zellen weniger Zellen, um eine spezifische Energiekapazität zu erreichen. Das bedeutet, dass Batteriepacks mit prismatischen Zellen weniger elektrische Verbindungen haben, was zu potenziell weniger Fehlerquellen bei der Herstellung und Nutzung führt. Andererseits benötigen zylindrische Zellen aufgrund ihrer geringeren Größe mehr Zellen, um die gleiche Energiekapazität zu erreichen, was zu einer höheren Anzahl an Verbindungen führt.

Leistung 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 Leistungsabgabefähigkeit auf. Dieser Vorteil ergibt sich aus der geringeren Größe und der höheren Anzahl an Anschlüssen, was eine stärker verteilte Stromversorgung ermöglicht. Daher werden zylindrische Zellen häufig für Hochleistungsanwendungen wie Elektrofahrzeuge und Elektrowerkzeuge ausgewählt. Prismatische Zellen hingegen werden für energieintensive Anwendungen bevorzugt, bei denen eine gleichmäßige und anhaltende Leistungsabgabe wichtiger ist als sofortige Stromstöße.

Die prismatische Revolution

Die ständige Weiterentwicklung der Elektrofahrzeugindustrie (EV) führt zu einer dynamischen Verschiebung der Batteriepräferenzen. Obwohl zylindrische Zellen derzeit den EV-Sektor dominieren, bieten prismatische Zellen überzeugende Gründe, möglicherweise die Führung zu übernehmen.

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

Darüber hinaus passen prismatische Zellen gut zur Lithium-Eisenphosphat-Chemie (LFP) und nutzen reichlich vorhandene und kostengünstige Materialien. LFP-Batterien stützen sich auf weithin verfügbare Ressourcen, im Gegensatz zu anderen Chemikalien, die auf teure Elemente wie Nickel und Kobalt angewiesen sind.

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

Die LFP-Chemie weist jedoch Einschränkungen auf, einschließlich einer geringeren Energiedichte im Vergleich zu anderen Chemikalien, was sie für Hochleistungsfahrzeuge ungeeignet macht. Batteriemanagementsysteme stehen auch vor Herausforderungen bei der Vorhersage des Ladezustands von LFP-Zellen.

Fazit

Die Wahl zwischen prismatischen und zylindrischen Zellen geht über die Form hinaus. Die Überlegungen umfassen Größe, Anschlüsse und Leistungsabgabe und richten sich nach den unterschiedlichen Anwendungen und zukünftigen 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 ACE bietet sowohl prismatische als auch zylindrische Batterien an. Wenn Sie interessiert sind, können Sie sie ausprobieren.