Was ist eine zylindrische Lithiumbatterie?
Definition einer zylindrischen Batterie
Zylindrische Lithiumbatterien werden in verschiedene Systeme unterteilt, wie Lithiumeisenphosphat, Lithiumkobaltoxid, Lithiummanganat, Kobalt-Mangan-Hybrid und Ternärmaterialien. Die äußere Hülle ist in zwei Typen unterteilt: Stahlgehäuse und Polymergehäuse.
Batterien mit unterschiedlichen Materialsystemen weisen unterschiedliche Vorteile auf. Derzeit handelt es sich bei den Zylindern hauptsächlich um zylindrische Lithiumeisenphosphatbatterien mit Stahlgehäuse, die durch hohe Kapazität, hohe Ausgangsspannung, gute Lade- und Entladezyklusleistung, stabile Ausgangsspannung, hohe Stromentladung, stabile elektrochemische Leistung und sichere Verwendung gekennzeichnet sind. Sie haben einen weiten Betriebstemperaturbereich, sind umweltfreundlich und werden weit verbreitet in Solargartenlampen, Rasenlampen, Backup-Energieversorgung, Elektrowerkzeugen und Spielzeugmodellen eingesetzt.
Struktur einer zylindrischen Batterie
Die Struktur einer typischen zylindrischen Batterie umfasst:
- Gehäuse
- Deckel
- positive Elektrode
- negative Elektrode
- Separator
- Elektrolyt
- PTC-Element
- Dichtung
- Sicherheitsventil usw.
Im Allgemeinen dient das Batteriegehäuse als negative Elektrode der Batterie, der Deckel als positive Elektrode der Batterie und das Batteriegehäuse besteht aus vernickeltem Stahlblech.
Vorteile von zylindrischen Lithiumbatterien
Im Vergleich zu Pouch- (Beutel-) und rechteckigen Lithiumbatterien haben zylindrische Lithiumbatterien die längste Entwicklungszeit, eine höhere Standardisierung, eine ausgereifte Technologie, hohe Ausbeute und niedrige Kosten. Ausgereifte Produktionstechnologie, niedrige PACK-Kosten, hohe Batterieproduktionsausbeute und gute Wärmeableitung.
Zylindrische Batterien haben eine Reihe international einheitlicher Standard-Spezifikationen und Modelle, verfügen über ausgereifte Technologie und eignen sich für kontinuierliche Massenproduktion. Der Zylinder hat eine große spezifische Oberfläche und dadurch eine gute Wärmeableitung.
Zylindrische Batterien sind in der Regel versiegelte Batterien und haben keine Wartungsprobleme während des Gebrauchs. Das Batteriegehäuse hat eine hohe Durchschlagfestigkeit und es treten keine Phänomene wie Ausdehnung wie bei rechteckigen oder beutelförmigen Batterien während des Gebrauchs auf.
Warum sollte man bei größeren Batterien ab 50 Ah eher prismatische Zellen nutzen?
Bei größeren Batterien mit einer Kapazität von 50 Ah oder mehr sollten eher prismatische Zellen verwendet werden, da sie bestimmte Vorteile bieten:
Platzersparnis:
Prismatische Zellen haben eine flache, rechteckige Form, die es ermöglicht, eine effiziente Raumnutzung zu erreichen. Im Vergleich zu zylindrischen Batterien können prismatische Zellen enger gepackt werden, was zu einer höheren Energiedichte pro Volumeneinheit führt. Dadurch können größere Kapazitäten in einem kompakteren Format realisiert werden.
Designflexibilität:
Durch ihre flache Form lassen sich prismatische Zellen leichter in verschiedene Gehäuseformen integrieren. Dies ermöglicht eine bessere Anpassung an die spezifischen Anforderungen des Anwendungsgebiets. Bei größeren Batterien bieten prismatische Zellen die Möglichkeit, den verfügbaren Raum optimal auszunutzen und eine kompakte Bauweise zu realisieren.
Kühlungseffizienz:
Die flache Form der prismatischen Zellen ermöglicht eine effektive Wärmeableitung. Im Vergleich zu zylindrischen Batterien, die aufgrund ihrer kompakten Anordnung möglicherweise eine geringere Oberfläche für die Wärmeabfuhr haben, bieten prismatische Zellen eine größere Oberfläche, die eine bessere Kühlung ermöglicht. Dies ist besonders wichtig bei größeren Batterien, die aufgrund ihrer höheren Leistung eine effiziente Wärmeableitung erfordern.
Stabilität und Sicherheit:
Prismatische Zellen sind in der Regel stabiler und weniger anfällig für Verformungen während des Betriebs. Sie bieten eine gute Strukturfestigkeit und sind weniger anfällig für Schäden durch äußere Einflüsse. Dies trägt zur Sicherheit und Langlebigkeit der Batterie bei.
Skalierbarkeit:
Prismatische Zellen können besser an die Anforderungen größerer Batterien angepasst werden. Durch die Möglichkeit, mehrere prismatische Zellen miteinander zu verbinden, können höhere Kapazitäten erreicht werden, ohne die Batteriegröße erheblich zu erhöhen.
Insgesamt bieten prismatische Zellen bei größeren Batterien ab 50 Ah Vorteile in Bezug auf Raumausnutzung, Designflexibilität, Kühlungseffizienz, Stabilität und Skalierbarkeit. Durch die Verwendung von prismatischen Zellen kann eine leistungsstarke Batterie mit hoher Kapazität in einem kompakten und effizienten Format realisiert werden.
