Uchta asosiy tur mavjudlityum-ion batareyalar(lityum-ion): silindrsimon hujayralar, prizmatik hujayralar va sumkali hujayralar. Elektromobillar sanoatida eng istiqbolli ishlanmalar silindrsimon va prizmatik hujayralar atrofida aylanadi. Silindrsimon batareya formati so'nggi yillarda eng mashhur bo'lgan bo'lsa-da, bir nechta omillar prizmatik hujayralar ustunlik qilishi mumkinligini ko'rsatadi.

Nimalar borPrizmatik hujayralar

Aprizmatik hujayraqattiq korpusga o'ralgan kimyoviy element. Uning to'rtburchak shakli batareya moduliga bir nechta qurilmalarni samarali ravishda joylashtirish imkonini beradi. Ikki xil prizmatik element mavjud: korpus ichidagi elektrod varaqlari (anod, ajratuvchi, katod) yoki ustma-ust qo'yilgan yoki o'ralgan va yassilangan.

Xuddi shu hajm uchun, ustma-ust qo'yilgan prizmatik hujayralar bir vaqtning o'zida ko'proq energiya chiqarishi mumkin, bu esa yaxshiroq ishlashni ta'minlaydi, yassilangan prizmatik hujayralar esa ko'proq energiyaga ega bo'lib, ko'proq chidamlilikni ta'minlaydi.

Prizmatik elementlar asosan energiya saqlash tizimlari va elektr transport vositalarida qo'llaniladi. Ularning kattaroq o'lchamlari ularni elektron velosipedlar va uyali telefonlar kabi kichikroq qurilmalar uchun yomon nomzod qiladi. Shuning uchun ular energiya talab qiladigan ilovalar uchun ko'proq mos keladi.

Silindrsimon hujayralar nima

Asilindrsimon hujayraqattiq silindrli qutiga o'ralgan elementdir. Silindrsimon elementlari kichik va yumaloq bo'lib, ularni har qanday o'lchamdagi qurilmalarga joylashtirish imkonini beradi. Boshqa batareya formatlaridan farqli o'laroq, ularning shakli shishib ketishining oldini oladi, bu batareyalarda korpusda gazlar to'planadigan noxush hodisa.

Silindrsimon elementlar dastlab noutbuklarda ishlatilgan bo'lib, ularda uchdan to'qqiztagacha element mavjud edi. Keyin ular Tesla ularni o'zining birinchi elektr transport vositalarida (Roadster va Model S) ishlatganida mashhurlikka erishdi, ularda 6000 dan 9000 gacha element mavjud edi.

Silindrsimon elementlar elektromobillarda, tibbiy asboblarda va sun'iy yo'ldoshlarda ham qo'llaniladi. Ular shakli tufayli kosmik tadqiqotlarda ham juda muhimdir; boshqa elementlar formatlari atmosfera bosimi ta'sirida deformatsiyalanadi. Masalan, Marsga yuborilgan so'nggi Rover silindrsimon elementlardan foydalangan holda ishlaydi. Formula E yuqori samarali elektr poyga avtomobillari akkumulyatoridagi rover bilan bir xil elementlardan foydalanadi.

Prizmatik va silindrsimon hujayralar o'rtasidagi asosiy farqlar

Prizmatik va silindrsimon hujayralarni farqlaydigan yagona narsa shakli emas. Boshqa muhim farqlar ularning o'lchami, elektr ulanishlari soni va quvvat chiqishini o'z ichiga oladi.

Hajmi

Prizmatik hujayralar silindrsimon hujayralarga qaraganda ancha kattaroq va shuning uchun har bir hujayrada ko'proq energiya mavjud. Farq haqida taxminiy tasavvur berish uchun bitta prizmatik hujayra 20 dan 100 gacha silindrsimon hujayralar bilan bir xil miqdorda energiyaga ega bo'lishi mumkin. Silindrsimon hujayralarning kichikroq o'lchamlari ularni kamroq quvvat talab qiladigan dasturlarda ishlatish mumkinligini anglatadi. Natijada, ular kengroq dasturlar uchun ishlatiladi.

Aloqalar

Prizmatik elementlar silindrsimon elementlarga qaraganda kattaroq bo'lgani uchun, bir xil miqdordagi energiyaga erishish uchun kamroq elementlar kerak bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, bir xil hajm uchun prizmatik elementlardan foydalanadigan batareyalarda payvandlash kerak bo'lgan elektr ulanishlari kamroq bo'ladi. Bu prizmatik elementlar uchun katta afzallikdir, chunki ishlab chiqarishdagi nuqsonlar ehtimoli kamroq.

Quvvat

Silindrsimon hujayralar prizmatik hujayralarga qaraganda kamroq energiya saqlashi mumkin, ammo ular ko'proq quvvatga ega. Bu shuni anglatadiki, silindrsimon hujayralar o'z energiyasini prizmatik hujayralarga qaraganda tezroq chiqarishi mumkin. Sababi shundaki, ular har bir amper-soatda (Ah) ko'proq ulanishga ega. Natijada, silindrsimon hujayralar yuqori samarali dasturlar uchun ideal, prizmatik hujayralar esa energiya samaradorligini optimallashtirish uchun idealdir.

Yuqori samarali batareya qo'llanmalariga misol sifatida Formula E poyga avtomobillari va Marsdagi Ingenuity vertolyotini keltirish mumkin. Ikkalasi ham ekstremal muhitda ekstremal ishlashni talab qiladi.

Nima uchun prizmatik hujayralar ustunlik qilishi mumkin

Elektromobillar sanoati tez rivojlanmoqda va prizmatik hujayralarmi yoki silindrsimon hujayralar ustunlik qilishi noma'lum. Hozirgi vaqtda silindrsimon hujayralar elektromobillar sanoatida keng tarqalgan, ammo prizmatik hujayralar mashhurlik ortishiga ishonish uchun sabablar mavjud.

Birinchidan, prizmatik katakchalar ishlab chiqarish bosqichlari sonini kamaytirish orqali xarajatlarni kamaytirish imkoniyatini beradi. Ularning formati kattaroq katakchalarni ishlab chiqarish imkonini beradi, bu esa tozalash va payvandlash kerak bo'lgan elektr ulanishlar sonini kamaytiradi.

Prizmatik batareyalar, shuningdek, arzonroq va qulayroq bo'lgan materiallar aralashmasi bo'lgan lityum-temir fosfat (LFP) kimyosi uchun ideal formatdir. Boshqa kimyolardan farqli o'laroq, LFP batareyalari sayyoramizning hamma joyida mavjud bo'lgan resurslardan foydalanadi. Ular boshqa batareya turlarining narxini oshiradigan nikel va kobalt kabi noyob va qimmat materiallarni talab qilmaydi.

LFP prizmatik batareyalari paydo bo'layotgani haqida kuchli signallar mavjud. Osiyoda elektromobil ishlab chiqaruvchilari allaqachon prizmatik formatdagi LFP batareyasining bir turi bo'lgan LiFePO4 batareyalaridan foydalanmoqdalar. Tesla shuningdek, o'z avtomobillarining standart diapazon versiyalari uchun Xitoyda ishlab chiqarilgan prizmatik batareyalardan foydalanishni boshlaganini ma'lum qildi.

Biroq, LFP kimyosining muhim kamchiliklari bor. Birinchidan, u hozirda qo'llanilayotgan boshqa kimyolarga qaraganda kamroq energiya sarflaydi va shuning uchun Formula 1 elektromobillari kabi yuqori samarali transport vositalarida foydalanib bo'lmaydi. Bundan tashqari, batareyani boshqarish tizimlari (BMS) batareyaning zaryadlanish darajasini oldindan aytib berishda qiynalishadi.

Bu haqda ko'proq ma'lumot olish uchun ushbu videoni tomosha qilishingiz mumkinLFPkimyo va nima uchun u mashhurlik kasb etmoqda.