Alumiini{0}}koteloitujen prismaattisten paristojen ja pehmeiden-pakattujen prismaattisten paristojen tekniset erot ja sovellukset

Uuden energiaajoneuvon, energian varastointijärjestelmän ja teollisuuden virtalähteiden markkinoiden nopean kehityksen myötä litiumioniakkujen pakkausmuodot kehittyvät jatkuvasti. Tällä hetkellä markkinoiden yleisimmät prismaattiset litiumakut jaetaan pääasiassa kahteen luokkaan: alumiini-koteloidut prismaattiset akut ja pehmeät-prismaparistot. Nämä kaksi tekniikkaa eroavat toisistaan ​​merkittävästi rakenteellisen suunnittelun, turvallisuuden, energiatiheyden, valmistuskustannusten ja sovellusskenaarioiden osalta. Niiden ominaisuuksien ymmärtäminen on merkittävä viitearvo tehoakkujen, energian varastointijärjestelmien ja akkupakettien rakenteiden suunnittelussa.

 

 

 

Alumiiniset{0}}koteloidut prismaattiset akut käyttävät alumiinia ulkokuorena, mikä muodostaa vakaan rakenteen laserhitsaus- tai kapselointiprosessien avulla. Näitä tuotteita käytetään laajasti uusissa energiaajoneuvoissa, energian varastointilaitteissa ja teollisuuden voimajärjestelmissä. Niiden ydinrakenne käyttää tyypillisesti alumiinikuoriratkaisua litiumprismakennoille, mikä saavuttaa korkean mekaanisen lujuuden ja rakenteellisen vakauden.

 

Pehmeissä-prismaparistoissa käytetään alumiini-muovikomposiittikalvoa ulkopakkausmateriaalina, ja sisäiset kennot on kapseloitu lämpösaumausprosessin kautta. Pakkausmateriaalin suuremman joustavuuden ansiosta voidaan saavuttaa joustavampia kokomalleja, jotka tarjoavat tiettyjä etuja keveyden alalla.

 

 

 

Alumiini{0}}koteloidut prismaattiset akut tarjoavat korkean mekaanisen suojan normaaleissa käyttöolosuhteissa ja kestävät tehokkaasti ulkoisia iskuja ja puristusta. Siksi niitä käytetään laajalti autojen akkujen alumiinikoteloissa ja suurissa-energian varastointijärjestelmissä.

 

Kun sisäinen paine kasvaa latauksen/purkauksen, lämpötilan muutosten tai kaasun muodostuksen vuoksi, alumiinikotelon rakenne voi laajentua hieman. Äärimmäisissä olosuhteissa varoventtiili aktivoituu vapauttamaan sisäistä painetta, mikä vähentää riskiä.

 

Sitä vastoin puskuparistot taipuisan alumiini{0}}muovikalvokapseloinnin ansiosta tyypillisesti pullistuvat, kun sisäinen paine kasvaa. Niiden paineenvapautusmekanismi on suhteellisen hellävarainen, mikä vähentää kotelon repeämisen todennäköisyyttä, mikä herättää huomiota joissakin kulutuselektroniikassa ja kevyissä sovelluksissa.

 

 

Litium-akkujen suorituskykyyn alhaisissa lämpötiloissa vaikuttaa ensisijaisesti elektrolyytti- ja materiaalijärjestelmä, mutta myös pakkausmenetelmällä on tietty vaikutus suorituskykyyn.

 

Perinteisiä alumiini-koteloituja prismaattisia akkuja käytetään laajalti sähköajoneuvojen litiumakkupakettien alumiinikoteloissa, mikä ylläpitää hyvän rakenteellisen vakauden alhaisissa lämpötiloissa. Lämpötilan laskiessa akun sisäinen vastus kuitenkin kasvaa, mikä johtaa purkauskapasiteetin heikkenemiseen-, mikä on yleinen ongelma kaikissa nestemäisissä litiumakuissa.

 

Pussiakut mahdollistavat joustavamman rakennesuunnittelunsa ansiosta erilaisia ​​muotoja ja parantavat kapasiteetin käyttöastetta rajoitetussa tilassa, mikä antaa niille etua korkean -energiatiheyden-sovelluksissa.

 

 

Samoissa tilavuusolosuhteissa puskuparistot ovat yleensä kevyempiä kuin alumiinikoteloiset{0}}paristot, koska niiden pakkausmateriaalit ovat kevyempiä ja sisältävät vähemmän ei-aktiivisia materiaaleja.

 

Rakenteellisesta näkökulmasta katsottuna prismaattiset akut, joissa käytetään LFP-akkujen alumiinikoteloita, lisäävät kotelon painoa, mutta tarjoavat paremman mekaanisen suojan ja järjestelmän luotettavuuden säilyttäen näin tärkeän aseman tehoakkuissa ja energian varastoinnissa.

 

Pussiakut voivat edelleen parantaa tilavuuden käyttöä ja gravimetristä energiatiheyttä, mikä tarjoaa etuja tuotteille, jotka asettavat etusijalle valikoiman ja kevyen suunnittelun.

 

 

Nykyinen alumiini{0}}koteloitu prismaparistoteollisuusketju on erittäin kypsä, ja siihen liittyvät materiaalit, laitteet ja prosessit saavuttavat laajan-mittakaavan tuotannon.

 

Esimerkiksi Powerwall Lithium Battery Pack -akkupakkausten alumiinikotelossa käytetyssä akkukotelossa on täydellinen toimitusketju, mikä johtaa suhteellisen alhaisiin kokonaisvalmistuskustannuksiin. Lisäksi alumiinikotelorakenne helpottaa automatisoitua tuotantoa ja pakkausten kokoonpanoa, mikä parantaa tuotannon yhtenäisyyttä ja tuotteen luotettavuutta.

 

Pehmeillä-paristoilla puolestaan ​​on korkeammat vaatimukset alumiini-muovikalvomateriaaleille, kapselointiprosesseille ja tuotantoympäristöille, mikä johtaa suurempiin valmistusvaikeuksiin ja materiaalikustannuksiin. Siksi niiden kokonaistuotantokustannukset ovat tyypillisesti korkeammat kuin alumiinikoteloiden-ratkaisujen.

 

 

Alumiini{0}}koteloidulla prismaparistoilla on seuraavat ominaisuudet:

Korkea kapselointilujuus ja rakenteellinen vakaus;
Suuri yhden{0}}solun kapasiteetti helpottaa järjestelmän integrointia;
Aikuinen lämmönhallinnan suunnittelu;
Helppo standardoida tuotanto; Käytetään laajasti alumiinikotelossa autojen LiFePO4-akkupakkauksiin ja energian varastointijärjestelmiin.

 

Niillä on kuitenkin myös tiettyjä rajoituksia:

Monet tuotetiedot ja mallit;
Vaikeus yhtenäistää automaatiostandardeja;
Alhainen yhteensopivuus eri valmistajien välillä.
Monimutkaisempi akun suunnittelu.

 

 

Pehmeiden{0}}paristojen tärkeimmät edut ovat:

 

Kevyempi paino;
Suurempi volyymin käyttöaste;
Suurempi suunnitteluvapaus;
Suhteellisen tasainen lämmön jakautuminen;
Sopii kevyisiin tuotemalleihin.

Niiden rajoitukset näkyvät pääasiassa:

heikompi ulkoinen suojaus;
Suurempi riippuvuus moduulirakenteesta;
Tiukat kuljetus- ja kokoonpanovaatimukset;

Tarvitsemme kehittyneemmän mekaanisen tukirakenteen{0}}pitkäaikaisessa käytössä.

 

 

Viime vuosina uusien energiaajoneuvojen ja energian varastointiteollisuuden nopean kehityksen myötä prisma-akuista on vähitellen tullut markkinoiden valtavirtaratkaisu.

 

Uudella energia-ajoneuvoalalla tehoakkujärjestelmiä, joissa käytetään alumiinikoteloa sähköbussin LiFePO4-akkupakkaukselle ja alumiinikoteloa sähköautolle Lifepo4-akkupakkaukselle, käytetään laajalti niiden luotettavan rakenteen ja kätevän huollon ansiosta.

 

Kaksipyöräisten{0}}ajoneuvojen ja kevyiden{1}}sähköautojen markkinoilla sähköpyörän akkupakkausten alumiinikoteloiden ja litiumioniakkujen -ioni-sähköpyörän akkupakkausten alumiinikoteloiden-tarvikkeiden kysyntä kasvaa jatkuvasti, mikä asettaa korkeampia vaatimuksia akun keveydelle ja turvallisuudelle.

 

Samaan aikaan energian varastointimarkkinoilla on myös nopea kasvu rakennekomponenttien, kuten litiumrautafosfaattiakkukennojen alumiinikuorten, LFP-prismaattisten kennojen ja litiumkennoalumiinikuorten, kysyntä.

 

 

 

Alumiini-koteloidut prismaattiset paristot ja pussiprismaparistot edustavat kahta eri kehityssuuntaa. Alumiini{2}}koteloituja rakenteita, joilla on korkea mekaaninen lujuus, kypsät valmistusprosessit ja erinomainen järjestelmän luotettavuus, käytetään laajalti akuissa ja energian varastoinnissa.

 

Pussirakenteet puolestaan ​​perustuvat niiden keveyden ja korkean energiatiheyden etuihin, ja niillä on tärkeä asema joissakin korkealaatuisissa{0}}sovellusskenaarioissa.

 

Tulevaisuudessa materiaaliteknologian, rakennesuunnittelun ja valmistusprosessien jatkuvan kehityksen myötä, olipa kyseessä litiumakkujen alumiinikuoret,litium-rautakenno alumiinikuoret, tai uudet akkupakkaustekniikat, kaikki ohjaavat uutta energiateollisuutta kohti parempaa turvallisuutta, suurempaa energiatiheyttä ja pidempää käyttöikää.