Diferències tècniques i aplicacions de les bateries prismàtiques-d'alumini i les bateries prismàtiques Soft-Pack

Amb el ràpid desenvolupament del nou vehicle d'energia, el sistema d'emmagatzematge d'energia i els mercats de subministrament d'energia industrial, les formes d'embalatge de bateries d'ions de liti{0}}estan evolucionant constantment. Actualment, les bateries de liti prismàtiques principals del mercat es divideixen principalment en dues categories: bateries prismàtiques-d'alumini i bateries prismàtiques-suves. Aquestes dues tecnologies difereixen significativament en disseny estructural, rendiment de seguretat, densitat d'energia, cost de fabricació i escenaris d'aplicació. Comprendre les seves característiques té un valor de referència important per al disseny de bateries d'energia, sistemes d'emmagatzematge d'energia i estructures de paquets de bateries.

 

 

 

Les bateries prismàtiques-de carcassa d'alumini utilitzen alumini com a carcassa exterior, formant una estructura estable mitjançant processos de soldadura làser o d'encapsulació. Aquests productes s'utilitzen àmpliament en vehicles d'energia nova, equips d'emmagatzematge d'energia i sistemes d'alimentació industrials. La seva estructura bàsica normalment adopta una solució de carcassa d'alumini per a cèl·lules prismàtiques de liti, aconseguint una gran resistència mecànica i estabilitat estructural.

 

Les bateries prismàtiques de -pack suau utilitzen una pel·lícula composta d'alumini-plàstic com a material d'embalatge exterior, amb les cèl·lules internes encapsulades mitjançant un procés de-segellat per calor. A causa de la major flexibilitat del material d'embalatge, es poden aconseguir dissenys de mida més flexibles, oferint certs avantatges en l'àmbit de la lleugeresa.

 

 

 

Les bateries prismàtiques-de carcassa d'alumini ofereixen una alta protecció mecànica en condicions normals de funcionament, resistint eficaçment els impactes externs i la compressió. Per tant, s'utilitzen àmpliament en caixes d'alumini per a bateries d'automòbils i sistemes d'emmagatzematge d'energia a gran-escala.

 

Quan la pressió interna augmenta a causa de la càrrega/descàrrega, els canvis de temperatura o la generació de gas, l'estructura de la carcassa d'alumini pot presentar una lleugera expansió. En condicions extremes, una vàlvula de seguretat s'activa per alliberar la pressió interna, reduint així el risc.

 

En canvi, les bateries de bossa, a causa de la seva encapsulació flexible d'alumini-pel·lícula de plàstic, solen augmentar quan augmenta la pressió interna. El seu mecanisme d'alliberament de pressió és relativament suau, reduint la probabilitat de ruptura de la carcassa, cridant així l'atenció en algunes aplicacions d'electrònica de consum i lleugeres.

 

 

El rendiment a baixa-temperatura de les bateries d'ions de liti- es veu principalment afectat pel sistema d'electròlits i materials, però el mètode d'embalatge també té un cert impacte en el rendiment.

 

Les bateries prismàtiques tradicionals-d'alumini s'utilitzen àmpliament a les caixes d'alumini per a solucions de paquets de bateries de liti per a vehicles elèctrics, mantenint una bona estabilitat estructural en entorns de baixa-temperatura. Tanmateix, a mesura que la temperatura disminueix, la resistència interna de la bateria augmenta, la qual cosa comporta una reducció de la capacitat de descàrrega-un problema comú amb què s'enfronten totes les bateries de liti líquid.

 

Les bateries de bossa, a causa del seu disseny estructural més flexible, permeten dissenys de formes diverses i milloren la utilització de la capacitat en un espai limitat, donant-los un avantatge en aplicacions d'alta-energia- densitat.

 

 

En les mateixes condicions de volum, les bateries de bossa són generalment més lleugeres que les bateries-d'alumini perquè els seus materials d'embalatge són més lleugers i contenen una proporció menor de materials inactius.

 

Des d'una perspectiva estructural, mentre que les bateries prismàtiques que utilitzen caixes d'alumini de bateries LFP augmenten el pes de la carcassa, ofereixen una millor protecció mecànica i fiabilitat del sistema, mantenint així una posició important en les bateries de potència i l'emmagatzematge d'energia.

 

Les bateries de bossa poden millorar encara més la utilització del volum i la densitat d'energia gravimètrica, oferint avantatges per als productes que prioritzen la gamma i el disseny lleuger.

 

 

La cadena actual de la indústria de les bateries prismàtiques amb carcassa d'alumini-està molt madura, amb materials, equips i processos relacionats que aconsegueixen una producció a gran-escala.

 

Per exemple, la carcassa de la bateria que s'utilitza a la caixa d'alumini per als paquets de bateries de liti Powerwall té una cadena de subministrament completa, el que resulta en costos de fabricació generals relativament baixos. A més, l'estructura de la carcassa d'alumini facilita la producció automatitzada i el muntatge d'envasos, millorant la consistència de la producció i la fiabilitat del producte.

 

Les bateries-toves, en canvi, tenen requisits més alts per als materials de pel·lícula plàstica d'alumini-, els processos d'encapsulació i els entorns de producció, cosa que comporta una major dificultat de fabricació i costos de material. Per tant, el seu cost de producció global sol ser superior al de les solucions-de carcassa d'alumini.

 

 

Les bateries prismàtiques-de carcassa d'alumini tenen les característiques següents:

Alta força d'encapsulació i estabilitat estructural;
Gran capacitat-cel·lular, facilitant la integració del sistema;
Disseny de gestió tèrmica madur;
Fàcil d'estandarditzar la producció; Àmpliament utilitzat a la caixa d'alumini per als paquets de bateries LiFePO4 i sistemes d'emmagatzematge d'energia.

 

Tanmateix, també tenen certes limitacions:

Moltes especificacions de productes i models;
Dificultat per unificar els estàndards d'automatització;
Poca compatibilitat entre diferents fabricants.
Major complexitat en el disseny de la bateria.

 

 

Els principals avantatges de les bateries-toves inclouen:

 

Pes més lleuger;
Major utilització del volum;
Major llibertat de disseny;
Distribució de calor relativament uniforme;
Adequat per a dissenys de productes lleugers.

Les seves limitacions es reflecteixen principalment en:

Protecció externa més feble;
Major dependència de l'estructura del mòdul;
Requisits estrictes de transport i muntatge;

Necessitat d'un disseny de suport mecànic més sofisticat durant l'ús-a llarg termini.

 

 

En els últims anys, amb el ràpid desenvolupament de nous vehicles d'energia i indústries d'emmagatzematge d'energia, les bateries de prismes s'han convertit gradualment en la solució principal al mercat.

 

En el camp del nou vehicle energètic, els sistemes de bateries d'alimentació que utilitzen el paquet de bateries LiFePO4 d'autobús elèctric EV i el paquet d'alumini per al paquet de bateries Lifepo4 de cotxes de motor elèctric s'utilitzen àmpliament a causa de la seva estructura fiable i un manteniment convenient.

 

En el mercat de vehicles de dues rodes i d'energia lleugera-, la demanda de caixes d'alumini per al paquet de bateries de bicicletes elèctriques i d'alumini per a productes relacionats amb el paquet de bicicletes elèctriques de ions de li-ions-continua creixent, la qual cosa exigeix ​​més lleugeresa i seguretat de la bateria.

 

Mentrestant, el mercat d'emmagatzematge d'energia també està experimentant un ràpid creixement de la demanda de components estructurals com ara carcassa d'alumini per a bateries de fosfat de ferro de liti, cèl·lules prismàtiques LFP i carcassa d'alumini de cèl·lules de liti.

 

 

 

Les bateries prismàtiques-d'alumini i les bateries prismàtiques de bossa representen dues direccions de desenvolupament diferents. Les estructures de carcassa d'alumini-, amb la seva alta resistència mecànica, processos de fabricació madurs i una excel·lent fiabilitat del sistema, s'utilitzen àmpliament en bateries i emmagatzematge d'energia.

 

Les estructures de bossa, en canvi, es basen en els seus avantatges de pes lleuger i d'alta densitat d'energia, ocupant una posició important en alguns escenaris d'aplicació-de gamma alta.

 

En el futur, amb continus avenços en la tecnologia dels materials, el disseny estructural i els processos de fabricació, tant si es tracta de carques d'alumini de bateries de liti,carcassa d'alumini de cèl·lules de ferro de liti, o noves tecnologies d'embalatge de bateries, tot impulsaran la nova indústria energètica cap a una major seguretat, una major densitat d'energia i una vida útil més llarga.