Niitä on kolme päätyyppiälitiumioniakut(li-ioni): lieriömäiset kennot, prismaattiset kennot ja pussikennot.Sähköajoneuvoteollisuudessa lupaavin kehitys on sylinterimäisten ja prismaattisten kennojen ympärillä.Vaikka lieriömäinen akkumuoto on ollut suosituin viime vuosina, useat tekijät viittaavat siihen, että prismaattiset kennot voivat ottaa vallan.

Mitä ovatPrismaattiset solut

Aprismaattinen soluon kenno, jonka kemia on suljettu jäykkään koteloon.Sen suorakulmainen muoto mahdollistaa useiden yksiköiden tehokkaan pinoamisen akkumoduuliin.Prismaattisia kennoja on kahdenlaisia: kotelon sisällä olevat elektrodilevyt (anodi, erotin, katodi) joko pinotaan tai rullataan ja litistetään.

Samalla tilavuudella pinotut prismaattiset kennot voivat vapauttaa enemmän energiaa kerralla, mikä tarjoaa paremman suorituskyvyn, kun taas litteät prismaattiset kennot sisältävät enemmän energiaa ja tarjoavat enemmän kestävyyttä.

Prismaattisia kennoja käytetään pääasiassa energian varastointijärjestelmissä ja sähköajoneuvoissa.Niiden suurempi koko tekee niistä huonoja ehdokkaita pienempiin laitteisiin, kuten sähköpyöriin ja matkapuhelimiin.Siksi ne sopivat paremmin energiaintensiivisiin sovelluksiin.

Mitä ovat sylinterimäiset solut

Asylinterimäinen kennoon kenno, joka on suljettu jäykkään sylinteritölkkiin.Sylinterimäiset kennot ovat pieniä ja pyöreitä, joten ne voidaan pinota kaikenkokoisiin laitteisiin.Toisin kuin muut akkumuodot, niiden muoto estää turpoamisen, ei-toivotun ilmiön akuissa, joissa kaasut kerääntyvät koteloon.

Sylinterimäisiä kennoja käytettiin ensin kannettavissa tietokoneissa, joissa oli kolmesta yhdeksään kennoa.Niiden suosio kasvoi, kun Tesla käytti niitä ensimmäisissä sähköajoneuvoissaan (Roadster ja Model S), jotka sisälsivät 6 000–9 000 kennoa.

Sylinterimäisiä kennoja käytetään myös sähköpyörissä, lääketieteellisissä laitteissa ja satelliiteissa.Ne ovat myös välttämättömiä avaruustutkimuksessa muotonsa vuoksi;muut solumuodot vääristyisivät ilmanpaineen vaikutuksesta.Esimerkiksi viimeinen Marsiin lähetetty Rover käyttää sylinterimäisiä kennoja.Tehokkaat Formula E -sähkökilpa-autot käyttävät akussaan täsmälleen samoja kennoja kuin roverissa.

Tärkeimmät erot prismaattisten ja sylinterimäisten solujen välillä

Muoto ei ole ainoa asia, joka erottaa prismaattiset ja sylinterimäiset solut.Muita tärkeitä eroja ovat niiden koko, sähköliitäntöjen määrä ja teho.

Koko

Prismaattiset kennot ovat paljon suurempia kuin sylinterimäiset kennot ja sisältävät siten enemmän energiaa solua kohden.Karkean käsityksen saamiseksi erosta yksi prismaattinen kenno voi sisältää saman määrän energiaa kuin 20-100 lieriömäistä kennoa.Sylinterimäisten kennojen pienempi koko tarkoittaa, että niitä voidaan käyttää sovelluksissa, jotka vaativat vähemmän tehoa.Tämän seurauksena niitä käytetään laajempiin sovelluksiin.

Liitännät

Koska prismaattiset kennot ovat suurempia kuin sylinterimäiset kennot, tarvitaan vähemmän soluja saman energiamäärän saavuttamiseksi.Tämä tarkoittaa, että samalla tilavuudella prismaattisia kennoja käyttävissä akuissa on vähemmän hitsattavia sähköliitäntöjä.Tämä on suuri etu prismaattisille kennoille, koska niissä on vähemmän mahdollisuuksia valmistusvirheille.

Tehoa

Sylinterimäiset kennot voivat varastoida vähemmän energiaa kuin prismaattiset kennot, mutta niissä on enemmän tehoa.Tämä tarkoittaa, että lieriömäiset kennot voivat purkaa energiansa nopeammin kuin prismaattiset kennot.Syynä on, että heillä on enemmän yhteyksiä ampeerituntia (Ah) kohti.Tämän seurauksena lieriömäiset kennot ovat ihanteellisia korkean suorituskyvyn sovelluksiin, kun taas prismaattiset kennot ovat ihanteellisia energiatehokkuuden optimointiin.

Esimerkkejä tehokkaista akkusovelluksista ovat Formula E -kilpa-autot ja Ingenuity-helikopteri Marsissa.Molemmat vaativat äärimmäistä suorituskykyä äärimmäisissä ympäristöissä.

Miksi prismaattiset solut saattavat ottaa vallan?

Sähköajoneuvoteollisuus kehittyy nopeasti, ja on epävarmaa, pääsevätkö prismaattiset kennot vai lieriömäiset kennot.Tällä hetkellä lieriömäiset kennot ovat yleisempiä sähköautoteollisuudessa, mutta on syytä uskoa, että prismaattiset kennot kasvattavat suosiotaan.

Ensinnäkin prismaattiset kennot tarjoavat mahdollisuuden alentaa kustannuksia vähentämällä valmistusvaiheiden määrää.Niiden muoto mahdollistaa suurempien kennojen valmistamisen, mikä vähentää puhdistettavien ja hitsattavien sähköliitäntöjen määrää.

Prismaattiset paristot ovat myös ihanteellinen muoto litium-rautafosfaatti (LFP) -kemialle, yhdistelmälle materiaaleja, jotka ovat halvempia ja helpommin saatavilla.Toisin kuin muut kemikaalit, LFP-akut käyttävät resursseja, joita on kaikkialla planeetalla.Ne eivät vaadi harvinaisia ​​ja kalliita materiaaleja, kuten nikkeliä ja kobolttia, jotka nostavat muiden solutyyppien kustannuksia.

On olemassa vahvoja merkkejä siitä, että LFP-prismaattisia soluja on tulossa.Aasiassa sähköautojen valmistajat käyttävät jo LiFePO4-akkuja, LFP-akkutyyppiä prismaattisessa muodossa.Tesla ilmoitti myös, että se on alkanut käyttää Kiinassa valmistettuja prismaattisia akkuja autojensa vakiomallistossa.

LFP-kemialla on kuitenkin tärkeitä haittoja.Ensinnäkin se sisältää vähemmän energiaa kuin muut tällä hetkellä käytössä olevat kemikaalit, eikä sitä voida sellaisenaan käyttää korkean suorituskyvyn ajoneuvoissa, kuten Formula 1 -sähköautoissa.Lisäksi akunhallintajärjestelmien (BMS) on vaikea ennustaa akun lataustasoa.

Voit katsoa tämän videon saadaksesi lisätietojaLFPkemia ja miksi se kasvattaa suosiota.