ההבדל בין סוללת ליתיום-יון גלילית לסוללת ליתיום-יון מרובעת
May 13, 2022
ההבדל בין סוללת ליתיום-יון גלילית לסוללת ליתיום-יון מרובעת
לסוללות ליתיום-יון טרנריות שלוש צורות אריזה: סוללות ליתיום-יון גליליות, סוללות ליתיום-יון מרובעות וסוללות ליתיום-יון רכות. סוללות גליליות וסוללות מרובעות עשויות לרוב מפלדה או אלומיניום, וסוללות חבילות רכות עשויות מסרט אלומיניום-פלסטיק. מה ההבדל בין סוללות ליתיום משולשות גליליות לסוללות ליתיום משולשות מרובעות?
1. יחס צפיפות אנרגיה
יחס צפיפות האנרגיה מתייחס לקיבולת ליחידת משקל של הסוללה. על פי הזרם המרכזי המקומי הנוכחי 18650 (1.75AH), יחס צפיפות האנרגיה של מונומר גלילי יכול להגיע ל-215WH/Kg, ויחס צפיפות האנרגיה של מונומר מרובע יכול להגיע ל-205WH/Kg על בסיס 50AH. שיעור קיבוץ המערכת של 18650 הוא כ-60 אחוז, והריבוע הוא כ-70 אחוז. (ניתן לדמיין את קצב הקיבוץ של המערכת כדי להכניס שינקים לקופסה, והפער בין החנקנים המרובעים קטן יותר, כך שקצב הקיבוץ של המערכת גבוה יותר.)
באופן זה, יחס צפיפות האנרגיה של מערכת ערכת הסוללות 18650 הוא כ-129WH/Kg, ויחס צפיפות האנרגיה של מערכת ערכת הסוללות המרובעת הוא כ-143WH/Kg. בעתיד, כאשר יחס צפיפות האנרגיה של 18650 ומונומרים מרובעים יגיע לאותו, למארזי סוללות ליתיום מרובעים עם שיעור קיבוץ גבוה יותר יהיו יתרונות ברורים יותר.
2. הגדלה
קצב טעינה/פריקה=זרם טעינה/פריקה/קיבולת מדורג, ככל שהקצב גבוה יותר, מהירות הטעינה הנתמכת על ידי הסוללה תהיה מהירה יותר. סוללת האנרגיה האופקית המרכזית 18650 המיוצרת בסין היא בסביבות 1C, והריבוע יכול להגיע בסביבות 1.5-2C (צריך לטפל בניהול תרמי), וזה עדיין במרחק מה מה-3C שהיא המדיניות יַעַד. עם זאת, זה בהחלט אפשרי שתהליך הייצור המרובע יהפוך מושלם יותר ויותר כדי להשיג את היעד שנקבע 3C.
3. חיי מחזור
לאחר 2000 מחזורים של טעינה 1C ופריקה 1C, הקיבולת הנותרת של התאים המרובעים הטובים ביותר עדיין יכולה להגיע ל-80 אחוז, בעוד שהקיבולת של 18650 התאים הטובים ביותר היא רק 70 אחוז. ניתן לראות כי חיי המחזור של הסוללה המרובעת טובים יותר מזה של הסוללה 18650.
4. עקביות
העקביות של תאי סוללה היא כאב הראש הגדול ביותר עבור חברות תאי סוללה. עבור המשתמשים שלנו, ככל שמספר תאי הסוללה גדול יותר, כך קשה יותר לשלוט בעקביות. בהנחה שהשיעור הפגום של תא הוא אחד ל-100,000, ערכת הסוללות של התא העגול מורכב מ-7,000 18650 תאים והתא המרובע ערכת סוללות מורכבת מ-250 תאים. מארז סוללות ללא מוצרים פגומים נחשב כשיר. אז קצב המעבר של ערכת הסוללות התאים העגולים הוא 0.99999^7000=93.2 אחוזים, וקצב המעבר של ערכת הסוללות התאים המרובעים הוא 0.99999^245=99.7 אחוזים. כמובן, הידע התיאורטי של עקביות הסוללה הוא הרבה יותר מסובך מזה. כאן, Paike רק מביא דוגמה כדי להראות ששימוש בחבילת סוללות עם תאים מרובעים עם קיבולת בודדת גדולה יותר ומספר קטן יותר תורם יותר לשליטה בעקביות.
5. עלות ייצור
עלות הייצור כוללת עלות חומר, עלות ציוד, עלות שדה הידרואלקטרי מלאכותי ועלות חומר עזר בלתי נראה. נכון לעכשיו, העלות הכוללת של 18650 של ארגונים מיינסטרים ניתנת לשליטה בכ-0.5 יואן/WH, והעלות הכוללת של צורת ריבוע היא בערך 0.8 יואן/WH.
לפני עלייתה של תעשיית רכבי האנרגיה החדשה, נעשה שימוש נרחב בתאי 18650 בתחומים שונים כגון מוצרים אלקטרוניים וציוד תעשייתי. עם זאת, הקיבולת הבודדת של תא ה-18650 נמוכה יחסית, מה שלא מספיק כדי לעמוד בדרישות של כלי רכב חשמליים, ולכן פיתחה טסלה את דגם ה-21700. נכון לעכשיו, מידת האוטומציה הגבוהה של הציוד היא המקום שבו מפעלים גליליים יכולים לחסוך הכי הרבה בעלויות עבודה, אבל שרשרת הייצור והמכירות של צילינדרים בוגרת מאוד, וכמעט אין מקום לדחיסה.
יש עדיין הרבה מקום לשיפור בגודל ובעובי האלקטרודה עבור תאים מרובעים. מבחינת גודל, הם הולכים וגדלים. החל מה-20AH הראשוני ועד ל-50AH אצווה המוצרים מופיעים בשוק. ככל שהקיבולת גדולה יותר, עלות ה-WH נמוכה יותר, ולכן בהחלט ייתכן שהעלות תהיה זהה כאשר הריבוע בעל הקיבולת הגדולה מיוצר בייצור המוני.
