Үш негізгі түрі барлитий-ионды батареялар(литий-ион): цилиндрлік ұяшықтар, призмалық ұяшықтар және қалта тәрізді ұяшықтар. Электр көліктері индустриясында ең перспективалы әзірлемелер цилиндрлік және призмалық ұяшықтардың айналасында айналады. Цилиндрлік батарея форматы соңғы жылдары ең танымал болғанымен, бірнеше факторлар призмалық ұяшықтардың басым болуы мүмкін екенін көрсетеді.

Нелер?Призмалық жасушалар

Апризмалық жасуша- химиялық құрамы қатты корпусқа салынған ұяшық. Оның тікбұрышты пішіні батарея модулінде бірнеше құрылғыны тиімді түрде қабаттастыруға мүмкіндік береді. Призмалық ұяшықтардың екі түрі бар: корпус ішіндегі электрод парақтары (анод, сепаратор, катод) қабаттастырылған немесе домалатылған және жалпақталған.

Дәл сондай көлем үшін қабаттасқан призмалық жасушалар бірден көбірек энергия бөліп, жақсы өнімділік ұсына алады, ал жалпақ призмалық жасушалар көбірек энергияға ие болып, беріктікті арттырады.

Призмалық ұяшықтар негізінен энергия сақтау жүйелерінде және электромобильдерде қолданылады. Олардың үлкен өлшемдері оларды электровелосипедтер мен ұялы телефондар сияқты кішігірім құрылғылар үшін нашар кандидат етеді. Сондықтан олар энергияны көп қажет ететін қолданбаларға жақсырақ сәйкес келеді.

Цилиндрлік жасушалар дегеніміз не

Ацилиндрлік ұяшыққатты цилиндрлі банкаға салынған ұяшық. Цилиндрлік ұяшықтар кішкентай және дөңгелек, бұл оларды барлық өлшемдегі құрылғыларға қоюға мүмкіндік береді. Басқа батарея форматтарынан айырмашылығы, олардың пішіні ісінудің алдын алады, бұл батареяларда қаптамада газдар жиналатын жағымсыз құбылыс.

Цилиндрлік ұяшықтар алғаш рет ноутбуктерде қолданылған, оларда үштен тоғызға дейін ұяшық болған. Кейіннен олар Tesla оларды 6000-нан 9000-ға дейін ұяшықтары бар алғашқы электр көліктерінде (Roadster және Model S) қолданған кезде танымал болды.

Цилиндрлік ұяшықтар электромобильдерде, медициналық құрылғыларда және спутниктерде де қолданылады. Олар ғарышты зерттеуде де пішініне байланысты маңызды; басқа ұяшық форматтары атмосфералық қысымның әсерінен деформацияланады. Мысалы, Марсқа жіберілген соңғы Rover цилиндрлік ұяшықтарды пайдаланып жұмыс істейді. Формула Е жоғары өнімді электр жарыс көліктері аккумуляторындағы ровермен бірдей ұяшықтарды пайдаланады.

Призмалық және цилиндрлік жасушалардың негізгі айырмашылықтары

Призмалық және цилиндрлік жасушаларды ажырататын жалғыз нәрсе пішін емес. Басқа маңызды айырмашылықтарға олардың өлшемі, электр қосылымдарының саны және қуат шығысы жатады.

Өлшемі

Призмалық жасушалар цилиндрлік жасушаларға қарағанда әлдеқайда үлкен және сондықтан әр жасушада көбірек энергия болады. Айырмашылықты шамамен түсіну үшін, бір призмалық жасуша 20-дан 100-ге дейін цилиндрлік жасушалармен бірдей энергия мөлшерін қамтуы мүмкін. Цилиндрлік жасушалардың кішірек өлшемі оларды аз қуатты қажет ететін қолданбаларда пайдалануға болатынын білдіреді. Нәтижесінде, олар кеңірек қолданбалар үшін қолданылады.

Қосылымдар

Призмалық элементтер цилиндрлік элементтерге қарағанда үлкенірек болғандықтан, бірдей мөлшерде энергия алу үшін аз элементтер қажет. Бұл призмалық элементтерді пайдаланатын батареяларда бірдей көлем үшін дәнекерлеуді қажет ететін электрлік қосылыстар аз болатынын білдіреді. Бұл призмалық элементтер үшін үлкен артықшылық, себебі өндірістік ақаулардың пайда болу мүмкіндігі аз.

Қуат

Цилиндрлік жасушалар призмалық жасушаларға қарағанда аз энергия сақтауы мүмкін, бірақ олардың қуаты көбірек. Бұл цилиндрлік жасушалардың өз энергиясын призмалық жасушаларға қарағанда тезірек шығара алатынын білдіреді. Себебі, олардың ампер-сағатына (Аг) көбірек қосылыстары бар. Нәтижесінде, цилиндрлік жасушалар жоғары өнімді қолданбалар үшін өте қолайлы, ал призмалық жасушалар энергия тиімділігін оңтайландыру үшін өте қолайлы.

Жоғары өнімді аккумуляторлық қолданбалардың мысалына Формула Е жарыс көліктері және Марстағы Ingenuity тікұшағы жатады. Екеуі де экстремалды ортада экстремалды өнімділікті қажет етеді.

Неліктен призмалық жасушалар басымдықты басып алуы мүмкін

Электр көліктері индустриясы тез дамып келеді, және призмалық ұяшықтар ма, әлде цилиндрлік ұяшықтар ма, басым болатыны белгісіз. Қазіргі уақытта цилиндрлік ұяшықтар электр көліктері индустриясында кең таралған, бірақ призмалық ұяшықтардың танымалдылығы арта түседі деп ойлауға негіз бар.

Біріншіден, призмалық ұяшықтар өндіріс кезеңдерінің санын азайту арқылы шығындарды азайтуға мүмкіндік береді. Олардың форматы үлкенірек ұяшықтарды өндіруге мүмкіндік береді, бұл тазалау және дәнекерлеуді қажет ететін электр қосылымдарының санын азайтады.

Призмалық батареялар сонымен қатар литий-темір фосфаты (LFP) химиясы үшін өте қолайлы формат болып табылады, бұл арзанырақ және қолжетімді материалдардың қоспасы. Басқа химиядан айырмашылығы, LFP батареялары планетаның барлық жерінде бар ресурстарды пайдаланады. Олар басқа ұяшық түрлерінің құнын арттыратын никель мен кобальт сияқты сирек кездесетін және қымбат материалдарды қажет етпейді.

LFP призмалық жасушаларының пайда болып жатқаны туралы күшті сигналдар бар. Азияда электромобиль өндірушілері қазірдің өзінде призмалық форматтағы LFP батареясының бір түрі болып табылатын LiFePO4 батареяларын пайдаланады. Tesla сонымен қатар өз автомобильдерінің стандартты нұсқалары үшін Қытайда өндірілген призмалық батареяларды қолдана бастағанын мәлімдеді.

Дегенмен, LFP химиялық құрамының маңызды кемшіліктері бар. Біріншіден, ол қазіргі уақытта қолданылып жүрген басқа химиялық заттарға қарағанда аз энергияны қамтиды және сондықтан оны Формула-1 электромобильдері сияқты жоғары өнімді көліктер үшін пайдалану мүмкін емес. Сонымен қатар, батареяны басқару жүйелері (BMS) батареяның заряд деңгейін болжауда қиындықтарға тап болады.

Бұл туралы көбірек білу үшін сіз осы бейнені көре аласызLFPхимия және оның танымалдылығының артуының себебі.