Terdapat tiga jenis utamabateri litium-ion(li-ion): sel silinder, sel prisma dan sel kantung. Dalam industri EV, perkembangan yang paling menjanjikan berkisar pada sel silinder dan prisma. Walaupun format bateri silinder telah menjadi yang paling popular dalam beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa faktor menunjukkan bahawa sel prisma mungkin mengambil alih.

ApakahSel Prismatik

Asel prismatikialah sel yang kimianya tertutup dalam selongsong tegar. Bentuk segi empat tepatnya membolehkan penyusunan berbilang unit dalam modul bateri dengan cekap. Terdapat dua jenis sel prisma: kepingan elektrod di dalam selongsong (anod, pemisah, katod) sama ada disusun atau digulung dan diratakan.

Untuk isipadu yang sama, sel prisma yang disusun boleh melepaskan lebih banyak tenaga sekaligus, menawarkan prestasi yang lebih baik, manakala sel prisma yang diratakan mengandungi lebih banyak tenaga, menawarkan lebih banyak ketahanan.

Sel prisma digunakan terutamanya dalam sistem penyimpanan tenaga dan kenderaan elektrik. Saiznya yang lebih besar menjadikannya calon yang tidak baik untuk peranti yang lebih kecil seperti basikal elektrik dan telefon bimbit. Oleh itu, ia lebih sesuai untuk aplikasi intensif tenaga.

Apakah Sel Silinder?

Asel silinderialah sel yang tertutup dalam tin silinder tegar. Sel silinder adalah kecil dan bulat, menjadikannya boleh disusun dalam peranti pelbagai saiz. Tidak seperti format bateri yang lain, bentuknya menghalang pembengkakan, satu fenomena yang tidak diingini dalam bateri di mana gas terkumpul di dalam selongsong.

Sel silinder pertama kali digunakan dalam komputer riba, yang mengandungi antara tiga hingga sembilan sel. Ia kemudiannya mendapat populariti apabila Tesla menggunakannya dalam kenderaan elektrik pertamanya (Roadster dan Model S), yang mengandungi antara 6,000 dan 9,000 sel.

Sel silinder juga digunakan dalam basikal elektrik, peranti perubatan dan satelit. Ia juga penting dalam penerokaan angkasa lepas kerana bentuknya; format sel lain akan berubah bentuk akibat tekanan atmosfera. Rover terakhir yang dihantar ke Marikh, sebagai contoh, beroperasi menggunakan sel silinder. Kereta lumba elektrik berprestasi tinggi Formula E menggunakan sel yang sama seperti rover dalam baterinya.

Perbezaan Utama Antara Sel Prismatik dan Sel Silinder

Bentuk bukanlah satu-satunya perkara yang membezakan sel prisma dan silinder. Perbezaan penting lain termasuk saiz, bilangan sambungan elektrik dan output kuasanya.

Saiz

Sel prisma jauh lebih besar daripada sel silinder dan oleh itu mengandungi lebih banyak tenaga setiap sel. Untuk memberikan gambaran kasar tentang perbezaannya, satu sel prisma boleh mengandungi jumlah tenaga yang sama seperti 20 hingga 100 sel silinder. Saiz sel silinder yang lebih kecil bermakna ia boleh digunakan untuk aplikasi yang memerlukan kuasa yang lebih sedikit. Hasilnya, ia digunakan untuk pelbagai aplikasi yang lebih luas.

Sambungan

Oleh kerana sel prisma lebih besar daripada sel silinder, lebih sedikit sel diperlukan untuk mencapai jumlah tenaga yang sama. Ini bermakna bahawa untuk isipadu yang sama, bateri yang menggunakan sel prisma mempunyai lebih sedikit sambungan elektrik yang perlu dikimpal. Ini merupakan kelebihan utama untuk sel prisma kerana terdapat lebih sedikit peluang untuk kecacatan pembuatan.

Kuasa

Sel silinder mungkin menyimpan kurang tenaga berbanding sel prisma, tetapi ia mempunyai lebih banyak kuasa. Ini bermakna sel silinder boleh melepaskan tenaganya lebih cepat daripada sel prisma. Sebabnya ialah ia mempunyai lebih banyak sambungan setiap amp-jam (Ah). Hasilnya, sel silinder sesuai untuk aplikasi berprestasi tinggi manakala sel prisma sesuai untuk mengoptimumkan kecekapan tenaga.

Contoh aplikasi bateri berprestasi tinggi termasuk kereta lumba Formula E dan helikopter Ingenuity di Marikh. Kedua-duanya memerlukan prestasi ekstrem dalam persekitaran ekstrem.

Mengapa Sel Prismatik Mungkin Mengambil Alih

Industri EV berkembang pesat, dan tidak dapat dipastikan sama ada sel prisma atau sel silinder akan mengatasi masalah ini. Pada masa ini, sel silinder lebih meluas dalam industri EV, tetapi terdapat sebab untuk berfikir bahawa sel prisma akan semakin popular.

Pertama, sel prisma menawarkan peluang untuk mengurangkan kos dengan mengurangkan bilangan langkah pembuatan. Formatnya membolehkan pengeluaran sel yang lebih besar, yang mengurangkan bilangan sambungan elektrik yang perlu dibersihkan dan dikimpal.

Bateri prisma juga merupakan format ideal untuk kimia litium-besi fosfat (LFP), campuran bahan yang lebih murah dan mudah diakses. Tidak seperti bahan kimia lain, bateri LFP menggunakan sumber yang terdapat di merata tempat di planet ini. Ia tidak memerlukan bahan yang jarang ditemui dan mahal seperti nikel dan kobalt yang meningkatkan kos jenis sel lain.

Terdapat isyarat kuat bahawa sel prismatik LFP sedang muncul. Di Asia, pengeluar EV sudah pun menggunakan bateri LiFePO4, sejenis bateri LFP dalam format prismatik. Tesla juga menyatakan bahawa ia telah mula menggunakan bateri prismatik yang dikeluarkan di China untuk versi rangkaian standard keretanya.

Walau bagaimanapun, kimia LFP mempunyai kelemahan yang penting. Pertama, ia mengandungi tenaga yang lebih sedikit berbanding kimia lain yang sedang digunakan dan, oleh itu, tidak boleh digunakan untuk kenderaan berprestasi tinggi seperti kereta elektrik Formula 1. Di samping itu, sistem pengurusan bateri (BMS) sukar untuk meramalkan tahap cas bateri.

Anda boleh menonton video ini untuk mengetahui lebih lanjut tentangLFPkimia dan mengapa ia semakin popular.