Alumiinium{0}}korpusega prismapatareide ja pehmete-prismapatareide tehnilised erinevused ja rakendused

Uue energiasõiduki, energiasalvestussüsteemi ja tööstusliku toiteallika turgude kiire arenguga arenevad liitium{0}}ioonakude pakendivormid pidevalt. Praegu jagunevad turul olevad prismaatilised liitiumakud peamiselt kahte kategooriasse: alumiinium-korpusega prismapatareid ja pehmed-prismapatareid. Need kaks tehnoloogiat erinevad märkimisväärselt konstruktsiooni, ohutuse, energiatiheduse, tootmiskulude ja rakendusstsenaariumide poolest. Nende omaduste mõistmine on energiaakude, energiasalvestussüsteemide ja akuploki struktuuride projekteerimisel oluliseks võrdlusväärtuseks.

 

 

 

Alumiinium-korpusega prismapatareide väliskestana kasutatakse alumiiniumi, mis moodustab laserkeevitamise või kapseldamise teel stabiilse struktuuri. Neid tooteid kasutatakse laialdaselt uutes energiasõidukites, energiasalvestusseadmetes ja tööstuslikes elektrisüsteemides. Nende põhistruktuuris kasutatakse tavaliselt liitiumprismaelementide jaoks mõeldud alumiiniumkesta lahendust, mis saavutab suure mehaanilise tugevuse ja konstruktsiooni stabiilsuse.

 

Pehme -prismapatarei puhul kasutatakse välise pakkematerjalina alumiinium-plastist komposiitkilet, mille sisemised elemendid on kapseldatud kuum{2}}tihendamise teel. Tänu pakkematerjali suuremale paindlikkusele on võimalik saavutada paindlikumaid mõõtmeid, mis pakuvad teatud eeliseid kergekaalulisuse valdkonnas.

 

 

 

Alumiinium{0}}korpusega prismapatareid pakuvad tavalistes töötingimustes kõrget mehaanilist kaitset, taludes tõhusalt välismõjusid ja survet. Seetõttu kasutatakse neid laialdaselt autoakude alumiiniumkorpustes ja suuremahulistes-energiasalvestussüsteemides.

 

Kui siserõhk laadimise/tühjendamise, temperatuurimuutuste või gaasi tekke tõttu suureneb, võib alumiiniumkesta struktuur veidi laieneda. Ekstreemsetes tingimustes aktiveerub kaitseklapp siserõhu vabastamiseks, vähendades seeläbi riski.

 

Seevastu kottpatareid painduvad oma elastse alumiinium{0}}plastkilest kapsli tõttu siserõhu suurenemisel tavaliselt punni. Nende rõhuvabastusmehhanism on suhteliselt õrn, vähendades korpuse purunemise tõenäosust, tõmmates seega tähelepanu mõnes olmeelektroonikas ja kergetes rakendustes.

 

 

Liitium-ioonakude toimivust madalal-temperatuuril mõjutavad peamiselt elektrolüüdi- ja materjalisüsteem, kuid teatud mõju on jõudlusele ka pakkimismeetodil.

 

Traditsioonilisi alumiinium-korpusega prismapatareisid kasutatakse laialdaselt elektrisõidukite liitiumakulahenduste alumiiniumkorpustes, mis säilitavad hea struktuurse stabiilsuse ka madalal temperatuuril{1}}. Kuid kui temperatuur langeb, suureneb aku sisemine takistus, mis viib tühjenemisvõimsuse vähenemiseni -tavaline probleem, millega seisavad silmitsi kõik vedelad liitiumakud.

 

Tänu oma paindlikumale konstruktsioonile võimaldavad kottiakud kasutada erineva kujuga kujundusi ja parandada võimsuse kasutamist piiratud ruumis, andes neile eelise suure -energiatihedusega-rakendustes.

 

 

Samades mahutingimustes on kottipatareid üldiselt kergemad kui alumiinium{0}}korpusega akud, kuna nende pakkematerjalid on kergemad ja sisaldavad vähem mitteaktiivseid materjale.

 

Struktuurilisest vaatenurgast võib öelda, et kuigi prismaatilised akud, mis kasutavad LFP-aku alumiiniumist korpust, suurendavad korpuse kaalu, pakuvad nad paremat mehaanilist kaitset ja süsteemi töökindlust, säilitades seega olulise positsiooni toiteakude ja energiasalvestuse vallas.

 

Kottipatareid võivad veelgi parandada mahukasutust ja gravimeetrilist energiatihedust, pakkudes eeliseid toodetele, mis eelistavad valikut ja kerget disaini.

 

 

Praegune alumiinium{0}}korpusega prismapatareide tööstuskett on väga küps ning seotud materjalide, seadmete ja protsessidega saavutatakse ulatuslik{1}}tootmine.

 

Näiteks Powerwalli liitiumpatareipakettide alumiiniumümbrises kasutataval akukorpusel on täielik tarneahel, mille tulemuseks on suhteliselt madalad üldised tootmiskulud. Lisaks hõlbustab alumiiniumist korpuse struktuur automatiseeritud tootmist ja pakendi kokkupanekut, parandades tootmise järjepidevust ja toote töökindlust.

 

Pehme-patareide puhul on seevastu kõrgemad nõuded alumiinium-plastkilematerjalidele, kapseldamisprotsessidele ja tootmiskeskkondadele, mis põhjustab suuremaid tootmisraskusi ja materjalikulusid. Seetõttu on nende tootmiskulud tavaliselt kõrgemad kui alumiiniumkorpusega lahenduste omad.

 

 

Alumiinium{0}}korpusega prismapatareidel on järgmised omadused:

Kõrge kapseldamise tugevus ja struktuurne stabiilsus;
Suur ühe{0}}raku võimsus, mis hõlbustab süsteemi integreerimist;
Küps soojusjuhtimise disain;
Tootmist on lihtne standardida; Laialdaselt kasutatav alumiiniumkorpuses auto LiFePO4 akupakettide ja energiasalvestussüsteemide jaoks.

 

Siiski on neil ka teatud piirangud:

Paljud toote spetsifikatsioonid ja mudelid;
Raskused automatiseerimisstandardite ühtlustamisel;
Madal ühilduvus erinevate tootjate vahel.
Akupaketi disaini suurem keerukus.

 

 

Pehme{0}}patareide peamised eelised on järgmised:

 

Kergem kaal;
Suurem mahukasutus;
Suurem disainivabadus;
Suhteliselt ühtlane soojusjaotus;
Sobib kergete toodete disainimiseks.

Nende piirangud kajastuvad peamiselt:

Nõrgem väliskaitse;
Suurem sõltuvus mooduli struktuurist;
Ranged transpordi- ja monteerimisnõuded;

Pikaajalise{0}}kasutamise vajadus keerukama mehaanilise tugikonstruktsiooni järele.

 

 

Viimastel aastatel, uute energiasõidukite ja energiasalvestavate tööstuste kiire arenguga, on prismapatareid järk-järgult muutunud turul peamiseks lahenduseks.

 

Uues energiasõidukite valdkonnas kasutatakse nende usaldusväärse struktuuri ja mugava hoolduse tõttu laialdaselt toiteakusüsteeme, mis kasutavad EV elektribussi LiFePO4 akupaki alumiiniumist korpust ja elektrimootori Lifepo4 akupaketi alumiiniumist korpust.

 

Kahe-rattasõidukite ja kerge{1}}jõujõuturul kasvab nõudlus elektrijalgratta akupaki alumiiniumist korpuste ja liitium-elektrijalgratta akupaki-alumiiniumkorpuse järele, mis seab aku kergele kaalule ja ohutusele kõrgemaid nõudmisi.

 

Samal ajal kasvab energiasalvestusturul kiiresti ka nõudlus selliste struktuurikomponentide järele, nagu liitiumraudfosfaatpatareide elementide alumiiniumkestad, LFP prismaelemendid ja liitiumelemendiga alumiiniumkestad.

 

 

 

Alumiinium-korpusega prismapatareid ja kottiprismapatareid esindavad kahte erinevat arengusuunda. Alumiinium-korpusega konstruktsioone, millel on suur mehaaniline tugevus, küpsed tootmisprotsessid ja suurepärane süsteemi töökindlus, kasutatakse laialdaselt toitepatareides ja energiasalvestades.

 

Seevastu kottide struktuurid tuginevad nende kergele ja suurele energiatiheduse eelistele, mis on mõnes tipptasemel{0}}rakenduse stsenaariumis olulisel kohal.

 

Tulevikus materjalitehnoloogia, konstruktsiooni projekteerimise ja tootmisprotsesside pidevate edusammudega, olgu selleks liitiumelemendiga patarei alumiiniumkestad,liitiumrauast elemendiga alumiiniumist kestadvõi uued akupakendamise tehnoloogiad, mis kõik viivad uue energiatööstuse suurema ohutuse, suurema energiatiheduse ja pikema eluea poole.