Cellules cylindriques au lithium-ion vs. Cellules prismatiques

Les cellules cylindriques et prismatiques sont les meilleures options sur le marché pour la construction Piles au lithium . Considérez les avantages et les inconvénients suivants de chaque type de cellule avant d'acheter la batterie pour l'application souhaitée.

Cellules cylindriques

La cellule cylindrique continue d’être l’un des styles d’emballage les plus utilisés aujourd’hui. Sa supériorité le rend facile à fabriquer et présente une excellente stabilité mécanique. Les cylindres tubulaires peuvent résister à des contraintes internes élevées sans déformation.

De nombreuses cellules cylindriques à base de lithium et de nickel incluent un commutateur à coefficient thermique positif (PTC). Lorsqu'il est exposé à un courant excessif, le polymère normalement conducteur chauffe et devient résistif, arrêtant le flux de courant et agissant comme protection contre les courts-circuits. Une fois le court-circuit supprimé, le PTC refroidit et revient à l'état conducteur.

La plupart des cellules cylindriques disposent également d'un mécanisme de décompression, et la conception la plus simple utilise une membrane d'étanchéité qui se rompt sous haute pression. Des fuites et un dessèchement peuvent survenir après la rupture de la membrane. Les évents refermables avec une valve à ressort sont la conception préférée. Certaines cellules Li-ion grand public incluent le dispositif d'interruption de charge (CID) qui déconnecte physiquement et de manière irréversible la cellule lorsqu'elle est activée en cas d'accumulation de pression dangereuse.

Piles cylindriques se trouvent couramment dans une variété d’appareils électroniques, depuis les lampes de poche et les télécommandes jusqu’aux appareils électroniques portables tels que les ordinateurs portables et les smartphones.

Cellules prismatiques

Introduite au début des années 1990, la cellule prismatique moderne répond à la demande de tailles plus fines. Enveloppées dans des emballages élégants ressemblant à une boîte de chewing-gum ou à une petite barre de chocolat, les cellules prismatiques utilisent de manière optimale l'espace en utilisant l'approche en couches. D'autres motifs sont enroulés et aplatis en un rouleau de gelée pseudo-prismatique. Ces cellules se trouvent principalement dans les téléphones mobiles, les tablettes et les ordinateurs portables discrets allant de 800 mAh à 4 000 mAh. Aucun format universel n’existe et chaque fabricant conçoit le sien.

Les cellules prismatiques sont également disponibles en grands formats. Emballées dans des boîtiers en aluminium soudés, les cellules offrent des capacités de 20 à 50 Ah et sont principalement utilisées pour les groupes motopropulseurs électriques des véhicules hybrides et électriques. La figure 5 montre la cellule prismatique.

Les cellules prismatiques sont aujourd’hui les plus populaires en raison de leur grande capacité. La forme permet de connecter facilement quatre batteries à la fois pour former une batterie.

Avantages cylindriques

La conception de cellule cylindrique présente une bonne capacité de cyclage, offre une longue durée de vie et est économique, mais elle est lourde et présente une faible densité d'emballage en raison des cavités spatiales.

La batterie à cellules cylindriques présente un avantage solide et robuste car son boîtier est protégé. Les batteries, dans ce cas, sont plus résistantes au travail à des températures élevées. La résistance aux chocs est également excellente, cette batterie est donc souvent utilisée sur les véhicules électriques. De nombreuses cellules sont combinées en série et en parallèle pour augmenter la tension et la capacité de la batterie. Si une cellule est endommagée, l’impact sur l’ensemble du colis est faible.

Les applications typiques de la cellule cylindrique sont les outils électriques, les instruments médicaux, les ordinateurs portables et les vélos électriques. Pour permettre des variations au sein d'une taille donnée, les fabricants utilisent des longueurs de cellule partielles, telles que les formats demi et trois quarts, et le nickel-cadmium offre la plus grande variété de choix de cellules. Certains se sont répandus dans le nickel-hydrure métallique, mais pas dans le lithium-ion, car cette chimie a établi ses propres formats.

Inconvénients prismatiques

Les cellules prismatiques sont constituées de nombreuses électrodes positives et négatives flanquées, ce qui permet des courts-circuits et des incohérences. Les cellules prismatiques meurent plus rapidement car la gestion thermique est moins efficace et relativement sensible à la déformation dans des situations de haute pression. D'autres inconvénients incluent un nombre limité de tailles standard et des prix horaires moyens plus élevés. BMS est également compliqué à gérer cette vente en raison de la capacité détenue.

Sélection de votre cellule

Le plus souvent, le choix de la conception des cellules de votre batterie au lithium dépend de considérations d'espace, de coût et de sécurité.

Si votre application au lithium nécessite une puissance, des performances et une longévité élevées avec moins de soucis d'utilisation de l'espace, envisagez de vous procurer une cellule cylindrique. Si la surcharge devient un problème, optez pour le profil de sécurité amélioré du cylindre. Cependant, si votre application au lithium nécessite de l'énergie dans un petit espace et que vous êtes en mesure de gérer le coût, prismatique est votre meilleur choix.

À l’heure actuelle, le modèle cylindrique économique contrôle la part de marché. Cependant, à mesure que les nouveaux produits créent un besoin de solutions de plus en plus soucieuses de l'espace, que la technologie des batteries progresse et que les prix changent, la demande de cellules prismatiques devrait augmenter.

Si vous ne savez toujours pas quel type de pile au lithium vous convient, envisagez de travailler avec un partenaire établi capable de vous aider à prendre une décision d’achat intelligente adaptée à vos besoins spécifiques.