„Spór o formę” ogniw akumulatorów litowych nigdy nie zatrzymał się - komórki cylindryczne zajmują połowę rynku elektroniki użytkowej z modelami takimi jak 18650 i 21700, podczas gdy ogniwa kwadratowe stały się głównym nurtem akumulatorów mocy ze względu na ich wysoką integrację. Ewolucja technologiczna dwóch form jest zasadniczo precyzyjną odpowiedzią na potrzeby różnych scenariuszy.
1 cylindryczne ogniwa akumulatorowe: nieodłączne zalety standaryzacji i rozpraszania ciepła
Podstawowa konkurencyjność cylindrycznych ogniw akumulatorowych polega na wysokiej standaryzacji. Standardowy rozmiar ogniw akumulatorowych 18650 o średnicy 18 mm i długości 65 mm ułatwia zautomatyzowaną wydajność produkcji przekraczającą 95%, a codzienna zdolność produkcyjna jednej linii produkcyjnej może osiągnąć 500000 sztuk. 4680 ogniwa akumulatora Tesli zwiększyło gęstość energii o 5 razy poprzez zwiększenie jej średnicy do 46 mm. Jednocześnie przyjmuje stepless ucha, który skraca bieżącą ścieżkę i zmniejsza wytwarzanie ciepła o 40%. W połączeniu z dolną płytą chłodzoną wodą może obsługiwać 5C Ultra Szybkie ładowanie (w pełni naładowane w ciągu 12 minut).
Jednolite rozpraszanie ciepła spowodowane przez strukturę kołową jest kolejną ważną zaletą. W laptopach różnicę temperatur wielokrotnie równoległych cylindrycznych pakietów akumulatorów można kontrolować w ciągu 3 stopni, znacznie niższe niż 5 stopni ogniw kwadratowych. Pewna gra pierwotnie wykorzystała 21700 cylindrycznych ogniw akumulatorowych. Po uruchomieniu z pełnym obciążeniem przez 4 kolejne godziny temperatura akumulatora osiągnęła maksymalnie 42 stopnie, a ten sam model konfiguracji przy użyciu kwadratowych ogniw akumulatorów osiągnął 48 stopnie. W dziedzinie narzędzi elektrycznych komórki cylindryczne mają lepszą wydajność wibracji. Po badaniu wibracji przyspieszenia 10 g szybkość tłumienia pojemności jest o 15% niższa niż w przypadku komórek kwadratowych, co czyni je preferowanym wyborem do ćwiczeń uderzeniowych i szlifierów kąta.
Modułowa kombinacja komórek cylindrycznych ma wysoką elastyczność. Korzystając z różnych połączeń równoległych serii, możliwe jest szybkie dostosowanie się do wymagań napięcia w zakresie od 1,5 V do 1000 V. Pewna marka outdoorowa wykorzystuje 18650 ogniw akumulatorowych i wprowadza serię produktów o pojemności od 500 do 3000Wh poprzez kombinację „Build Block”. Cykl badań i rozwoju został skrócony do 3 miesięcy, oszczędzając 50% czasu w porównaniu z roztworami kwadratowych komórek akumulatorowych.
2 Główce akumulatorów w kształcie kwadratowego: Zalety wykorzystania przestrzeni i dostosowywania
Kwadratowe ogniwa baterii wyróżniają się możliwościami wykorzystania przestrzeni i dostosowywania. Regulując wymiary długości, szerokości i wysokości, kwadratowe ogniwa akumulatorowe można dostosować do różnych wnęk urządzeń. Spersonalizowany kwadratowy komórka baterii od określonego producenta telefonów komórkowych ma grubość tylko 3,5 mm, zmniejszając masę ciała o 10% i zwiększając pojemność do 5000 mAh. W polu akumulatorów mocy sztywna powłoka kwadratowych ogniw może wytrzymać większą kompresję, a prawdopodobieństwo krótkiego obwodu w badaniu nakłucia igły jest o 25% niższe niż w przypadku komórek cylindrycznych. Akumulator Ostrza BYD rozciąga długość ogniw kwadratowych do 1,2 metra, a poprzez układ macierzy szybkość wykorzystania objętości wzrasta do 60%, czyli o 20 punktów procentowych wyższych niż tradycyjne ogniwa kwadratowe.
Popularyzacja technologii laminowania dodatkowo zmodernizowała wydajność kwadratowych ogniw akumulatorowych. W porównaniu z tradycyjną technologią uzwojenia szybkość wykorzystania płytek elektrodowych w laminowanych komórkach kwadratowych została zwiększona do 95%, a błąd spójności zdolności jest kontrolowany w ciągu 2%. Technologia CATL (non module) integruje kwadratowe ogniwa bezpośrednio z pakietami akumulatorów, oszczędzając 20% składników strukturalnych i osiągając gęstość energii 290Wh/kg, co jest o 10% wyższe niż roztwór CTP dla komórek cylindrycznych. W polu magazynowania energii akumulatory w kształcie kwadratowego mają przewagę w długim okresie cyklu. Pewna akumulator fosforanu litowego żelaza o kwadratowym 100AH ma wskaźnik retencji pojemności 80% po 10000 cyklach, co jest o 15 punktów procentowych wyższych niż akumulatory cylindryczne o tej samej specyfikacji.
3 Integracja i różnicowanie: przyszły kierunek technologicznej mapy drogowej
Dwie formy zmieniają się w kierunku „zintegrowanej innowacji”. Cylindryczny ogniwo akumulatora przyjmuje proces układania kwadratowego ogniwa akumulatora, a ogniwo baterii 4680 wykorzystuje uzwojenie stosowane, z dodatkowym 10% wzrostem gęstości energii; Przyjęto koncepcję standaryzacji wprowadzania cylindrycznych ogniw do kwadratowych ogniw akumulatorowych. „Square Cylindryczne” ogniwa akumulatorowe wprowadzone przez China Innovation Aviation zachowują kwadratową skorupę, jednocześnie stosując okrągłe rdzenie biegunowe, równoważąc rozpraszanie ciepła i wydajność przestrzeni. W pakiecie baterii modeli SUV wskaźnik wykorzystania objętości został zwiększony o 5%.
Różnicowanie scenariuszy staje się coraz bardziej jasne: w polach, takich jak elektronika użytkową i narzędzia elektronarzędziowe, które wymagają wysokiej standaryzacji, baterie cylindryczne są nadal preferowanym wyborem, a 21700 akumulatorów osiągnęło już 70% udziałów elektrycznych; W scenariuszach o dużej pojemności, takich jak nowe pojazdy energetyczne i magazynowanie energii, komórki kwadratowe dominują z ich zaletami integracji, co stanowi ponad 60% globalnych akumulatorów energii. W przyszłości, wraz z rozwojem technologii CTC (Cell Integrated Chassis), dwie formy mogą dodatkowo różnicować - komórki cylindryczne ewoluujące w kierunku miniaturyzacji o wysokim powiększeniu, a komórki kwadratowe przełamują się w kierunku komponentów strukturalnych na dużą skalę i zintegrowanych, co ostatecznie kontynuować ich odpowiednią wiedzę specjalistyczną.