Principais características das baterias de lítio cilíndricas, prismáticas e de polímero
Baterias circulares de lítio referem-se a baterias cilíndricas de lítio. A primeira bateria de lítio cilíndrica foi a bateria de lítio 18650 inventada pela japonesa SONY em 1992. Como a bateria de lítio cilíndrica 18650 tem uma longa história, a taxa de penetração no mercado é muito alta. As baterias cilíndricas de lítio usam um processo de enrolamento bastante maduro, com alto grau de automação, qualidade de produto estável e custo relativamente baixo. Existem muitos tipos de baterias cilíndricas de lítio, como as comuns 14650, 17490, 18650, 21700, 26650, etc.
As baterias prismáticas de lítio geralmente se referem a baterias prismáticas de alumínio ou aço. Com o surgimento das baterias automotivas nos últimos anos, a contradição entre a autonomia do veículo e a capacidade da bateria tornou-se cada vez mais proeminente. Muitos fabricantes de baterias de energia usam principalmente baterias prismáticas de alumínio com maior densidade de energia da bateria. Como a estrutura das baterias prismáticas é relativamente simples, ao contrário das baterias cilíndricas que usam aço inoxidável de alta resistência como invólucro e acessórios como válvulas de segurança à prova de explosão, os acessórios gerais são leves e têm uma densidade de energia relativamente alta. As baterias prismáticas possuem dois processos diferentes: enrolamento e laminação.
As baterias de polímero de lítio são baterias quadradas que usam eletrólitos poliméricos coloidais ou sólidos. Seus processos de fabricação são muito semelhantes. Atualmente, a maioria das baterias soft pack no mercado pertence a baterias de polímero. As baterias de polímero de lítio são usadas principalmente em produtos 3C de última geração, como telefones celulares e tablets. Como os eletrólitos poliméricos são todos sintetizados artificialmente, o custo é relativamente alto. Atualmente, não há vantagem de custo em baterias elétricas. Além disso, as baterias de polímero são propensas ao perigo porque não possuem um invólucro rígido para proteção, portanto, devem ser tomadas medidas de segurança correspondentes ao usá-las.
Três baterias diferentes precisam passar por uma série de etapas durante o processo de produção. A seguir estão alguns dos equipamentos principais:
Equipamento front-end (fabricação de eletrodos)
Misturador a vácuo de laboratório: usado para misturar materiais de bateria de estado sólido positivos e negativos, adicionar solventes e misturar até formar uma pasta.
Máquina de revestimento de bateria: cubra uniformemente a pasta agitada na folha de cobre ou no coletor de corrente de folha de alumínio, que é o equipamento mais crítico no processo inicial.
Prensa de rolo de bateria: compacta o material do eletrodo revestido para atingir a espessura e densidade ideais.
Máquina de corte e vinco: corte o material do eletrodo compactado no tamanho necessário.
Equipamento de estágio intermediário (síntese celular)
Máquina de enrolamento de bateria ou máquina de empilhamento de bateria: enrole ou empilhe as placas positivas e negativas junto com o diafragma para formar uma célula não ativada.
Máquina de solda a ponto de bateria: usado para soldar as orelhas polares da célula para garantir a conexão da célula.
Injetor digital de eletrólito: injeta eletrólito na célula, que é o equipamento principal do processo intermediário.
Bateria de lítio cilíndrica
Vantagens:
• Boa consistência única, processo de produção maduro, alto grau de automação, qualidade de produto estável e custo relativamente baixo.
• Resistência a alta pressão, segura e difícil de explodir, alta densidade de energia, baixa resistência.
• Cenários de aplicação ricos, grande área de superfície específica, bom efeito de dissipação de calor.
• As baterias cilíndricas são geralmente baterias seladas e não há problemas de manutenção durante o uso.
• O invólucro da bateria possui boas propriedades mecânicas e alta resistência à pressão, e basicamente não apresenta protuberâncias e expansões.
Bateria de lítio prismática
Vantagens:
• Alta confiabilidade de embalagem, alta eficiência energética do sistema, peso relativamente leve e alta densidade energética.
• A estrutura é relativamente simples, a expansão é relativamente conveniente, a capacidade de célula única é grande e a estabilidade é relativamente boa.
• A resistência interna é baixa e pode descarregar continuamente com uma grande corrente.
• O invólucro da embalagem é feito principalmente de liga de alumínio e aço inoxidável, que apresenta boa estabilidade e não é facilmente danificado por impactos externos.
Bateria de polímero de lítio
Vantagens:
• Bom desempenho de segurança, basicamente sem explosão, no máximo abaulamento, quando ocorre abaulamento, as características são óbvias e é fácil tomar medidas a tempo.
• Leves, o peso das baterias de polímero é 40% mais leve que o das baterias de lítio com carcaça de aço com a mesma capacidade e 20% mais leve que o das baterias de lítio com carcaça de alumínio.
• Grande capacidade, a capacidade das baterias de polímero é 10-15% maior que a das baterias com estrutura de aço com as mesmas especificações e tamanhos, e 5-10% maior que a das baterias com estrutura de alumínio.
• Baixa resistência interna, a resistência interna das baterias de polímero é menor que a das baterias de lítio, o que reduz bastante o autoconsumo das baterias.
• Design e layout flexíveis, as baterias de polímero podem ser dobradas e deformadas conforme necessário, adequadas para produtos com design flexível.
O texto acima resume as principais características dos três tipos de baterias de lítio, cada uma com seus cenários de aplicação e vantagens específicas. As baterias cilíndricas de lítio apresentam vantagens em certos campos devido à sua tecnologia madura e alta consistência. As baterias prismáticas de lítio são preferidas em áreas como veículos elétricos devido à sua alta densidade de energia e estrutura simples, enquanto as baterias de polímero de lítio são amplamente utilizadas em áreas como eletrônicos de consumo devido à sua alta densidade de energia e flexibilidade de design.
A bateria de lítio PACK é uma parte indispensável da fabricação de baterias de lítio. Quer se trate de baterias de lítio cilíndricas ou baterias de lítio prismáticas ou de polímero, elas podem ser montadas em conjunto com células de bateria, placas de proteção, circuitos e outros componentes através do processo PACK para formar um produto completo de bateria de lítio, garantindo a segurança, confiabilidade e estabilidade de desempenho de baterias de lítio. No processo de produção, uma série de equipamentos de teste, como CCD Tester eTestadores BMStambém são necessários para garantir a aplicação dos packs.
