Hai tres tipos principais debaterías de iones de litio(Ion de litio): células cilíndricas, células prismáticas e células de bolsa.Na industria dos vehículos eléctricos, os desenvolvementos máis prometedores xiran arredor das células cilíndricas e prismáticas.Aínda que o formato de batería cilíndrica foi o máis popular nos últimos anos, varios factores suxiren que as células prismáticas poden facerse cargo.

Qué sonCélulas prismáticas

Acélula prismáticaé unha célula cuxa química está encerrada nunha carcasa ríxida.A súa forma rectangular permite apilar de forma eficiente varias unidades nun módulo de batería.Hai dous tipos de celas prismáticas: as follas de eléctrodos dentro da carcasa (ánodo, separador, cátodo) están apiladas ou laminadas e aplanadas.

Para o mesmo volume, as células prismáticas apiladas poden liberar máis enerxía á vez, ofrecendo un mellor rendemento, mentres que as células prismáticas aplanadas conteñen máis enerxía, ofrecendo máis durabilidade.

As células prismáticas utilízanse principalmente en sistemas de almacenamento de enerxía e vehículos eléctricos.O seu tamaño máis grande fai que sexan malos candidatos para dispositivos máis pequenos como bicicletas eléctricas e teléfonos móbiles.Polo tanto, son máis axeitados para aplicacións con uso intensivo de enerxía.

Que son as células cilíndricas

Acelda cilíndricaé unha cela encerrada nun cilindro ríxido.As celas cilíndricas son pequenas e redondas, polo que é posible apilalas en dispositivos de todos os tamaños.A diferenza doutros formatos de batería, a súa forma evita o inchazo, un fenómeno non desexado nas baterías onde se acumulan gases na carcasa.

As células cilíndricas utilizáronse por primeira vez nos portátiles, que contiñan entre tres e nove celas.Despois gañaron popularidade cando Tesla os utilizou nos seus primeiros vehículos eléctricos (o Roadster e o Model S), que contiñan entre 6.000 e 9.000 celas.

As células cilíndricas tamén se usan en bicicletas eléctricas, dispositivos médicos e satélites.Tamén son esenciais na exploración espacial pola súa forma;outros formatos celulares serían deformados pola presión atmosférica.O último Rover enviado a Marte, por exemplo, funciona con celas cilíndricas.Os coches de carreiras eléctricos de alto rendemento da Fórmula E usan exactamente as mesmas células que o rover na súa batería.

As principais diferenzas entre as células prismáticas e as cilíndricas

A forma non é o único que diferencia as células prismáticas e cilíndricas.Outras diferenzas importantes inclúen o seu tamaño, o número de conexións eléctricas e a súa potencia de saída.

Tamaño

As células prismáticas son moito máis grandes que as cilíndricas e, polo tanto, conteñen máis enerxía por célula.Para dar unha idea aproximada da diferenza, unha soa célula prismática pode conter a mesma cantidade de enerxía que 20 a 100 células cilíndricas.O menor tamaño das celas cilíndricas significa que se poden usar para aplicacións que requiren menos enerxía.Como resultado, úsanse para unha gama máis ampla de aplicacións.

Conexións

Debido a que as células prismáticas son máis grandes que as cilíndricas, son necesarias menos células para conseguir a mesma cantidade de enerxía.Isto significa que para o mesmo volume, as baterías que utilizan células prismáticas teñen menos conexións eléctricas que precisan soldar.Esta é unha gran vantaxe para as células prismáticas porque hai menos oportunidades de defectos de fabricación.

Poder

As células cilíndricas poden almacenar menos enerxía que as prismáticas, pero teñen máis potencia.Isto significa que as células cilíndricas poden descargar a súa enerxía máis rápido que as células prismáticas.O motivo é que teñen máis conexións por amperio-hora (Ah).Como resultado, as células cilíndricas son ideais para aplicacións de alto rendemento, mentres que as células prismáticas son ideais para optimizar a eficiencia enerxética.

Un exemplo de aplicacións de batería de alto rendemento inclúen os coches de carreiras de Fórmula E e o helicóptero Ingenuity en Marte.Ambos requiren rendementos extremos en ambientes extremos.

Por que as células prismáticas poden estar tomando o relevo

A industria dos vehículos eléctricos evoluciona rapidamente e non está seguro de se prevalecerán as células prismáticas ou as cilíndricas.Polo momento, as células cilíndricas están máis estendidas na industria dos vehículos eléctricos, pero hai razóns para pensar que as células prismáticas gañarán en popularidade.

En primeiro lugar, as células prismáticas ofrecen a oportunidade de reducir os custos ao diminuír o número de pasos de fabricación.O seu formato permite fabricar celas máis grandes, o que reduce o número de conexións eléctricas que hai que limpar e soldar.

As baterías prismáticas tamén son o formato ideal para a química de fosfato de ferro de litio (LFP), unha mestura de materiais máis baratos e accesibles.A diferenza doutras químicas, as baterías LFP usan recursos que están en todas partes do planeta.Non precisan de materiais raros e caros como o níquel e o cobalto que aumentan o custo doutros tipos de células.

Hai sinais fortes de que están xurdindo células prismáticas LFP.En Asia, os fabricantes de vehículos eléctricos xa usan baterías LiFePO4, un tipo de batería LFP en formato prismático.Tesla tamén declarou que comezou a usar baterías prismáticas fabricadas en China para as versións de gama estándar dos seus coches.

Non obstante, a química da LFP ten desvantaxes importantes.Por un lado, contén menos enerxía que outras químicas que se usan actualmente e, como tal, non se pode usar para vehículos de alto rendemento como os coches eléctricos de Fórmula 1.Ademais, os sistemas de xestión da batería (BMS) teñen dificultades para predecir o nivel de carga da batería.

Podes ver este vídeo para saber máis sobreLFPquímica e por que está gañando popularidade.