үч негизги түрү барлитий-иондук батареялар(литий-ион): цилиндр формасындагы клеткалар, призма формасындагы клеткалар жана баштык формасындагы клеткалар. Электромобилдер тармагында эң келечектүү иштеп чыгуулар цилиндр формасындагы жана призма формасындагы клеткалардын айланасында жүрөт. Цилиндр формасындагы батареянын форматы акыркы жылдары эң популярдуу болгону менен, бир нече факторлор призма формасындагы клеткалардын үстөмдүк кылышы мүмкүн экенин көрсөтүп турат.

ЭмнелерПризмалык клеткалар

Апризмалык клетка- бул химиялык курамы катуу корпус менен капталган элемент. Анын тик бурчтуу формасы батарея модулуна бир нече блокторду натыйжалуу тизүүгө мүмкүндүк берет. Призмалык элементтердин эки түрү бар: корпустун ичиндеги электрод баракчалары (анод, сепаратор, катод) же тизилип, же тоголоктоп, жалпак болуп калат.

Ошол эле көлөмдө, үйүлгөн призмалык клеткалар бир эле учурда көбүрөөк энергия бөлүп чыгарып, жакшыраак иштөөнү камсыздай алат, ал эми жалпак призмалык клеткалар көбүрөөк энергияны камтыйт, бул көбүрөөк бышыктыкты камсыз кылат.

Призмалык элементтер негизинен энергия сактоочу системаларда жана электр унааларында колдонулат. Алардын чоңураак өлчөмү аларды электровелосипеддер жана уюлдук телефондор сыяктуу кичинекей түзмөктөр үчүн начар талапкер кылат. Ошондуктан, алар энергияны көп талап кылган колдонмолор үчүн жакшыраак ылайыктуу.

Цилиндрдик клеткалар деген эмне

Ацилиндрик клеткакатуу цилиндр банкасына салынган клетка. Цилиндрдик клеткалар кичинекей жана тегерек болгондуктан, аларды ар кандай өлчөмдөгү түзмөктөргө коюуга мүмкүндүк берет. Башка батарея форматтарынан айырмаланып, алардын формасы шишип кетүүнүн алдын алат, бул батареяларда капта газдар топтолуп калганда пайда болгон жагымсыз көрүнүш.

Цилиндрдик клеткалар алгач ноутбуктарда колдонулган, аларда үчтөн тогузга чейин клетка болгон. Андан кийин алар Tesla аларды 6000ден 9000ге чейин клетканы камтыган алгачкы электр унааларында (Roadster жана Model S) колдонгондо популярдуулукка ээ болгон.

Цилиндрдик клеткалар электромобилдерде, медициналык аппараттарда жана спутниктерде да колдонулат. Алар формасынан улам космосту изилдөөдө да маанилүү; башка клетка форматтары атмосфералык басымдан улам деформацияланат. Мисалы, Марска жөнөтүлгөн акыркы Rover цилиндрдик клеткаларды колдонуп иштейт. Формула Е жогорку өндүрүмдүү электр жарыш унаалары аккумуляторундагы Rover сыяктуу эле клеткаларды колдонушат.

Призмалык жана цилиндрдик клеткалардын ортосундагы негизги айырмачылыктар

Призмалык жана цилиндр формасындагы клеткаларды айырмалаган жалгыз нерсе форма эмес. Башка маанилүү айырмачылыктарга алардын өлчөмү, электрдик туташуулардын саны жана кубаттуулугу кирет.

Өлчөмү

Призмалык клеткалар цилиндрдик клеткаларга караганда алда канча чоң жана ошондуктан ар бир клеткада көбүрөөк энергия бар. Айырмасын болжолдуу түрдө түшүнүү үчүн, бир призмалык клетка 20дан 100гө чейинки цилиндрдик клеткалардай эле энергияны камтышы мүмкүн. Цилиндрдик клеткалардын кичирээк өлчөмү аларды азыраак энергияны талап кылган колдонмолордо колдонсо болорун билдирет. Натыйжада, алар кеңири колдонмолор үчүн колдонулат.

Байланыштар

Призмалык клеткалар цилиндр формасындагы клеткаларга караганда чоңураак болгондуктан, бирдей көлөмдөгү энергияга жетүү үчүн азыраак клеткалар талап кылынат. Бул ошол эле көлөмдө призмалык клеткаларды колдонгон батареяларда ширетүүнү талап кылган электрдик туташуулар азыраак болот дегенди билдирет. Бул призмалык клеткалар үчүн чоң артыкчылык, анткени өндүрүштүк кемчиликтердин пайда болуу мүмкүнчүлүгү азыраак.

Кубат

Цилиндрдик клеткалар призмалык клеткаларга караганда азыраак энергия сакташы мүмкүн, бирок алардын кубаттуулугу көбүрөөк. Бул цилиндрдик клеткалар өз энергиясын призмалык клеткаларга караганда тезирээк чыгара аларын билдирет. Себеби, алардын бир ампер-саатына (Ач) көбүрөөк байланыштары бар. Натыйжада, цилиндрдик клеткалар жогорку өндүрүмдүүлүктөгү колдонмолор үчүн идеалдуу, ал эми призмалык клеткалар энергияны үнөмдөөнү оптималдаштыруу үчүн идеалдуу.

Жогорку өндүрүмдүү батареяларды колдонуунун мисалдарына Формула Е жарыш унаалары жана Марстагы Ingenuity тик учагы кирет. Экөө тең экстремалдык чөйрөдө өтө жогорку көрсөткүчтөрдү талап кылат.

Эмне үчүн призмалык клеткалар үстөмдүк кылып жатышы мүмкүн

Электромобилдер тармагы тездик менен өнүгүп жатат жана призмалык клеткаларбы же цилиндр формасындагы клеткаларбы, азырынча белгисиз. Учурда цилиндр формасындагы клеткалар электромобилдер тармагында кеңири таралган, бирок призмалык клеткалар популярдуулукка ээ болот деп ойлоого себептер бар.

Биринчиден, призмалык клеткалар өндүрүш кадамдарынын санын азайтуу менен чыгымдарды азайтуу мүмкүнчүлүгүн берет. Алардын форматы чоңураак клеткаларды чыгарууга мүмкүндүк берет, бул тазалоо жана ширетүү керек болгон электрдик туташуулардын санын азайтат.

Призмалык батареялар ошондой эле литий-темир фосфаты (LFP) химиясы үчүн идеалдуу формат болуп саналат, бул арзаныраак жана жеткиликтүү материалдардын аралашмасы. Башка химиялык заттардан айырмаланып, LFP батареялары планетанын бардык жеринде бар ресурстарды колдонот. Алар башка клетка түрлөрүнүн баасын көтөрүүчү никель жана кобальт сыяктуу сейрек кездешүүчү жана кымбат материалдарды талап кылбайт.

LFP призмалык клеткалары пайда болуп жатканы тууралуу күчтүү сигналдар бар. Азияда электромобилдерди өндүрүүчүлөр призмалык форматтагы LFP батареясынын бир түрү болгон LiFePO4 батареяларын колдонуп жатышат. Tesla ошондой эле өзүнүн унааларынын стандарттуу версиялары үчүн Кытайда өндүрүлгөн призмалык батареяларды колдоно баштаганын билдирди.

Бирок, LFP химиялык курамынын маанилүү кемчиликтери бар. Биринчиден, ал учурда колдонулуп жаткан башка химиялык заттарга караганда аз энергияны камтыйт жана ошондуктан Формула-1 электромобилдери сыяктуу жогорку өндүрүмдүү унаалар үчүн колдонулбайт. Мындан тышкары, батареяны башкаруу системалары (BMS) батареянын заряд деңгээлин алдын ала айтууда кыйынчылыктарга дуушар болушат.

Бул тууралуу көбүрөөк маалымат алуу үчүн сиз бул видеону көрө аласызLFPхимия жана анын популярдуулугу эмнеде?