خلايا الليثيوم أيون الأسطوانية مقابل. الخلايا المنشورية

تعتبر الخلايا الأسطوانية والمنشورية أفضل الخيارات المتوفرة في السوق للبناء بطاريات الليثيوم . ضع في اعتبارك المزايا والعيوب التالية لكل نوع من الخلايا قبل شراء البطارية للتطبيق المطلوب.

الخلايا الأسطوانية

لا تزال الخلية الأسطوانية واحدة من أكثر أنماط التغليف استخدامًا اليوم. مع تفوقه مما يجعله سهل التصنيع ويتمتع بثبات ميكانيكي ممتاز. يمكن للأسطوانات الأنبوبية أن تتحمل الضغط الداخلي العالي دون تشوه.

تشتمل العديد من الخلايا الأسطوانية القائمة على الليثيوم والنيكل على مفتاح معامل حراري إيجابي (PTC). عند تعرضه لتيار زائد، يسخن البوليمر الموصل بشكل طبيعي ويصبح مقاومًا، مما يوقف تدفق التيار ويعمل كحماية للدائرة القصيرة. بمجرد إزالة القصر، يبرد PTC ويعود إلى الحالة الموصلة.

تتميز معظم الخلايا الأسطوانية أيضًا بآلية تخفيف الضغط، ويستخدم التصميم الأبسط ختمًا غشائيًا يتمزق تحت الضغط العالي. قد يحدث التسرب والجفاف بعد كسر الغشاء. إن التصميم المفضل هو فتحات التهوية القابلة لإعادة الغلق المزودة بصمام محمل بنابض. تشتمل بعض خلايا Li-ion الاستهلاكية على جهاز مقاطعة الشحن (CID) الذي يقوم بفصل الخلية فعليًا وبشكل لا رجعة فيه عند تنشيطها لتراكم ضغط غير آمن.

البطاريات الأسطوانية توجد عادة في مجموعة متنوعة من الأجهزة الإلكترونية، من المصابيح الكهربائية وأجهزة التحكم عن بعد إلى الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية.

الخلايا المنشورية

تم تقديم الخلية المنشورية الحديثة في أوائل التسعينيات، وهي تلبي الطلب على الأحجام الرقيقة. تستغل الخلايا المنشورية، المغلفة في عبوات أنيقة تشبه علبة العلكة أو قطعة شوكولاتة صغيرة، المساحة على النحو الأمثل باستخدام نهج الطبقات. يتم جرح التصميمات الأخرى وتسويتها في لفافة جيلي منشورية زائفة. توجد هذه الخلايا في الغالب في الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة منخفضة المستوى التي تتراوح سعتها من 800 مللي أمبير إلى 4000 مللي أمبير في الساعة. لا يوجد تنسيق عالمي وكل مصنع يصمم تنسيقه الخاص.

الخلايا المنشورية متوفرة أيضًا بأشكال كبيرة. توفر الخلايا، المعبأة في أغلفة من الألومنيوم الملحوم، قدرات تتراوح من 20 إلى 50 أمبيرًا في الساعة، وتستخدم بشكل أساسي في المحركات الكهربائية في السيارات الهجينة والكهربائية. ويبين الشكل 5 الخلية المنشورية.

الخلايا المنشورية هي الأكثر شعبية اليوم بسبب قدرتها الكبيرة. يمكن للشكل توصيل أربع بطاريات بسهولة في وقت واحد لتشكيل حزمة بطارية.

مزايا اسطوانية

يتمتع تصميم الخلية الأسطوانية بقدرة جيدة على التدوير، ويوفر عمرًا تقويميًا طويلًا واقتصاديًا، ولكنه ثقيل وكثافة تعبئة منخفضة بسبب التجاويف الفضائية.

تتمتع البطارية الخلوية الأسطوانية بميزة قوية ومتينة حيث أن غلافها محمي. البطاريات، في هذه الحالة، أكثر مقاومة للعمل في درجات الحرارة الساخنة. كما أن مقاومة الصدمات ممتازة أيضًا، وغالبًا ما تكون هذه البطارية مألوفة للاستخدام في السيارات الكهربائية. يتم دمج العديد من الخلايا على التوالي وبالتوازي لزيادة جهد البطارية وسعتها. في حالة تلف خلية واحدة، يكون التأثير على العبوة بأكملها منخفضًا.

التطبيقات النموذجية للخلية الأسطوانية هي الأدوات الكهربائية، والأدوات الطبية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، والدراجات الإلكترونية. للسماح بالاختلافات ضمن حجم معين، يستخدم المصنعون أطوال الخلايا الجزئية، مثل تنسيقات النصف وثلاثة أرباع، ويوفر النيكل والكادميوم أكبر مجموعة متنوعة من خيارات الخلايا. وامتد بعضها إلى هيدريد معدن النيكل، ولكن ليس إلى أيون الليثيوم، حيث أنشأت هذه الكيمياء أشكالًا خاصة بها.

عيوب المنشورية

تتكون الخلايا المنشورية من العديد من الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة التي تحيط ببعضها البعض مما يجعل من الممكن حدوث ماس كهربائي وعدم الاتساق. تموت الخلايا المنشورية بشكل أسرع لأن الإدارة الحرارية أقل كفاءة وحساسة نسبيًا للتشوه في حالات الضغط العالي. تشمل العيوب الأخرى عددًا محدودًا من الأحجام القياسية وارتفاع متوسط ​​أسعار القوة الكهربائية بالساعة. يعد BMS أيضًا معقدًا في التعامل مع هذا البيع بسبب السعة المملوكة.

اختيار الخلية الخاصة بك

في أغلب الأحيان، يعتمد اختيار تصميم خلية بطارية الليثيوم على اعتبارات المساحة والتكلفة والسلامة.

إذا كان تطبيق الليثيوم الخاص بك يتطلب طاقة وأداءً قويًا وطول عمر مع اهتمام أقل باستخدام المساحة، ففكر في اختيار خلية أسطوانية. إذا أصبح التحميل الزائد مصدر قلق، فاختر ملف تعريف الأمان المحسن للأسطواني. ومع ذلك، إذا كان تطبيق الليثيوم الخاص بك يتطلب طاقة معبأة في مساحة صغيرة وكنت قادرًا على تحمل التكلفة، فإن المنشورية هي أفضل رهان لك.

وفي الوقت الحالي، يتحكم النموذج الأسطواني ذو التكلفة الفعالة في حصة السوق. ومع ذلك، نظرًا لأن المنتجات الجديدة تخلق حاجة إلى حلول تهتم بالمساحة بشكل متزايد، وتقدم تكنولوجيا البطاريات وتغير الأسعار، فمن المتوقع أن يزداد الطلب على الخلايا المنشورية.

إذا كنت لا تزال غير متأكد من نوع خلية الليثيوم المناسب لك، ففكر في العمل باستخدام خلية الليثيوم شريك مؤسس قادر لمساعدتك في اتخاذ قرار شراء ذكي يتوافق مع احتياجاتك المحددة.