הבדלים טכניים ויישומים של אלומיניום-סוללות פריזמטיות מארז וסוללות פריזמטיות רכות-חבילה

עם ההתפתחות המהירה של שווקי הרכב האנרגיה החדש, מערכת אחסון האנרגיה ואספקת החשמל התעשייתית, צורות אריזת סוללות ליתיום- מתפתחות ללא הרף. נכון לעכשיו, סוללות הליתיום הפריזמטיות המיינסטרימיות בשוק מחולקות בעיקר לשתי קטגוריות: סוללות פריזמטיות מארז אלומיניום- וסוללות פריזמטיות רכות-. שתי הטכנולוגיות הללו שונות באופן משמעותי בתכנון מבני, ביצועי בטיחות, צפיפות אנרגיה, עלות ייצור ותרחישי יישום. הבנת המאפיינים שלהם היא בעלת ערך ייחוס משמעותי לתכנון של סוללות חשמל, מערכות אחסון אנרגיה ומבנים של ערכות סוללות.

 

 

 

סוללות פריזמטיות מארז אלומיניום- משתמשות באלומיניום כמעטפת החיצונית, ויוצרות מבנה יציב באמצעות תהליכי ריתוך או עטיפה בלייזר. מוצרים אלה נמצאים בשימוש נרחב בכלי רכב אנרגיה חדשים, ציוד אחסון אנרגיה ומערכות חשמל תעשייתיות. מבנה הליבה שלהם מאמץ בדרך כלל פתרון מעטפת אלומיניום עבור תאים מנסרים ליתיום, משיג חוזק מכני גבוה ויציבות מבנית.

 

סוללות פריזמטיות-רכות משתמשות בסרט מרוכב-אלומיניום כחומר האריזה החיצונית, כאשר התאים הפנימיים מכוסים בתהליך איטום-בחום. בשל הגמישות הגדולה יותר של חומר האריזה, ניתן להשיג עיצובי גודל גמישים יותר, המציעים יתרונות מסוימים בתחום הקל משקל.

 

 

 

סוללות פריזמטיות אלומיניום-מציעות הגנה מכנית גבוהה בתנאי הפעלה רגילים, ועומדות ביעילות בפני פגיעות חיצוניות ודחיסה. לכן, הם נמצאים בשימוש נרחב במארזי אלומיניום עבור סוללות רכב ומערכות אחסון אנרגיה-בקנה מידה גדול.

 

כאשר הלחץ הפנימי עולה עקב טעינה/פריקה, שינויי טמפרטורה או יצירת גז, מבנה מעטפת האלומיניום עשוי להפגין התרחבות קלה. בתנאים קיצוניים, שסתום בטיחות מופעל כדי לשחרר לחץ פנימי, ובכך להפחית את הסיכון.

 

לעומת זאת, סוללות נרתיק, בשל מעטפת האלומיניום הגמישה-של סרט הפלסטיק, בדרך כלל מתנפחות כאשר הלחץ הפנימי עולה. מנגנון שחרור הלחץ שלהם עדין יחסית, מפחית את הסבירות לקרע במעטפת, ובכך מושך תשומת לב בחלק מהמכשירים האלקטרוניים והאפליקציות הקלות.

 

 

ביצועי הטמפרטורה-הנמוכים של סוללות ליתיום- מושפעות בעיקר ממערכת האלקטרוליטים והחומרים, אך לשיטת האריזה יש גם השפעה מסוימת על הביצועים.

 

סוללות פריזמטיות-מסורתיות מאלומיניום נמצאות בשימוש נרחב במארזי אלומיניום עבור פתרונות ערכת סוללות ליתיום EV, תוך שמירה על יציבות מבנית טובה בסביבות-בטמפרטורה נמוכה. עם זאת, ככל שהטמפרטורה יורדת, ההתנגדות הפנימית של הסוללה עולה, מה שמוביל להפחתה בקיבולת הפריקה-בעיה נפוצה איתה מתמודדות כל סוללות הליתיום הנוזליות.

 

סוללות פאוץ', בשל העיצוב המבני הגמיש יותר שלהן, מאפשרות עיצובי צורות מגוונים ומשפרות את ניצול הקיבולת בשטח מוגבל, ומעניקות להן יתרון ביישומי-אנרגיה- גבוהה.

 

 

באותם תנאי נפח, סוללות נרתיק קלות יותר מסוללות-אלומיניום מכיוון שחומרי האריזה שלהן קלים יותר ומכילים שיעור נמוך יותר של חומרים לא פעילים.

 

מנקודת מבט מבנית, בעוד שסוללות פריזמטיות המשתמשות במארזי אלומיניום סוללת LFP מגדילות את משקל המארז, הן מציעות הגנה מכנית טובה יותר ואמינות מערכת, ובכך שומרות על מיקום חשוב בסוללות חשמל ואגירת אנרגיה.

 

סוללות פאוץ' יכולות לשפר עוד יותר את ניצול הנפח ואת צפיפות האנרגיה הגרבימטרית, ומציעות יתרונות למוצרים המתעדפים טווח ועיצוב קל משקל.

 

 

שרשרת תעשיית הסוללות הפריזמטיות הנוכחיות-של אלומיניום היא בוגרת מאוד, עם חומרים קשורים, ציוד ותהליכים המשיגים ייצור-בקנה מידה גדול.

 

לדוגמה, למעטפת הסוללה המשמשת במארז האלומיניום עבור חבילות סוללות ליתיום Powerwall יש שרשרת אספקה ​​מלאה, וכתוצאה מכך עלויות ייצור נמוכות יחסית. יתר על כן, מבנה מעטפת האלומיניום מקל על ייצור והרכבה אוטומטית של אריזה, ומשפר את עקביות הייצור ואמינות המוצר.

 

לסוללות-רכות, לעומת זאת, יש דרישות גבוהות יותר לחומרי סרטי פלסטיק-אלומיניום, תהליכי עטיפה וסביבות ייצור, מה שמוביל לקשיי ייצור ולעלויות חומרים גבוהים יותר. לכן, עלות הייצור הכוללת שלהם היא בדרך כלל גבוהה מזו של פתרונות מארזים אלומיניום-.

 

 

לסוללות פריזמטיות-אלומיניום יש את המאפיינים הבאים:

חוזק עטיפה גבוה ויציבות מבנית;
קיבולת גדולה של-תא בודד, המאפשרת שילוב מערכת;
עיצוב ניהול תרמי בוגר;
קל לסטנדרטיזציה של ייצור; בשימוש נרחב במארז אלומיניום עבור חבילות סוללות LiFePO4 לרכב ומערכות אחסון אנרגיה.

 

עם זאת, יש להם גם מגבלות מסוימות:

מפרטי מוצרים ודגמים רבים;
קושי באיחוד תקני אוטומציה;
תאימות נמוכה בין יצרנים שונים.
מורכבות גבוהה יותר בעיצוב מארז סוללות.

 

 

היתרונות העיקריים של סוללות -רכות כוללים:

 

משקל קל יותר;
ניצול נפח גבוה יותר;
חופש עיצובי גדול יותר;
פיזור חום אחיד יחסית;
מתאים לעיצובי מוצרים קלים.

המגבלות שלהם באות לידי ביטוי בעיקר ב:

הגנה חיצונית חלשה יותר;
תלות גבוהה יותר במבנה המודול;
דרישות תחבורה והרכבה קפדניות;

צורך בתכנון תמיכה מכני מתוחכם יותר במהלך שימוש-לטווח ארוך.

 

 

בשנים האחרונות, עם ההתפתחות המהירה של רכבי אנרגיה חדשים ותעשיות אחסון אנרגיה, סוללות פריזמה הפכו בהדרגה לפתרון המיינסטרים בשוק.

 

בתחום רכבי האנרגיה החדשים, נעשה שימוש נרחב במערכות סוללות שמשתמשות במארז אלומיניום עבור EV Electric Bus LiFePO4 Battery Pack ומארז אלומיניום עבור Lifepo4 Battery Pack לרכבים חשמליים בשל המבנה האמין והתחזוקה הנוחה שלהם.

 

בשוק הדו-רכבים הדו-גלגליים והחשמל הקל-, הביקוש למארזי אלומיניום עבור חבילת סוללות לאופניים חשמליים ומארז אלומיניום עבור חבילת סוללות לאופניים חשמליים Li-יון- ממשיך לגדול, ומציב דרישות גבוהות יותר לגבי קלות משקל ובטיחות הסוללה.

 

בינתיים, שוק אגירת האנרגיה חווה גם צמיחה מהירה בביקוש לרכיבים מבניים כגון קונכיות אלומיניום לתאי סוללת ליתיום ברזל פוספט, תאים מנסרים LFP וקונכיות אלומיניום תאי ליתיום.

 

 

 

סוללות פריזמטיות-של אלומיניום וסוללות פריזמטיות בכיס מייצגים שני כיווני פיתוח שונים. מבנים בעלי מעטפת-אלומיניום, עם חוזק מכני גבוה, תהליכי ייצור בוגרים ואמינות מערכת מעולה, נמצאים בשימוש נרחב בסוללות חשמל ובאחסון אנרגיה.

 

מבני פאוץ', לעומת זאת, מסתמכים על יתרונותיהם הקלים וצפיפות האנרגיה הגבוהה, תופסים עמדה חשובה בכמה תרחישי יישומים גבוהים-.

 

בעתיד, עם התקדמות מתמשכת בטכנולוגיית חומרים, עיצוב מבני ותהליכי ייצור, בין אם מדובר במעטפת אלומיניום של סוללת ליתיום,פגזי אלומיניום בתא ברזל ליתיום, או טכנולוגיות חדשות לאריזת סוללות, כולן יניעו את תעשיית האנרגיה החדשה לעבר בטיחות גבוהה יותר, צפיפות אנרגיה גבוהה יותר ותוחלת חיים ארוכה יותר.