Mae tri phrif fath obatris lithiwm-ion(li-ion): celloedd silindrog, celloedd prismatig, a chelloedd cwdyn. Yn y diwydiant cerbydau trydan, mae'r datblygiadau mwyaf addawol yn ymwneud â chelloedd silindrog a phrismaidd. Er bod y fformat batri silindrog wedi bod y mwyaf poblogaidd yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae sawl ffactor yn awgrymu y gallai celloedd prismatig gymryd yr awenau.

Beth YwCelloedd Prismatig

Acell brismatigyn gell y mae ei chemeg wedi'i hamgáu mewn casin anhyblyg. Mae ei siâp petryalog yn caniatáu pentyrru nifer o unedau yn effeithlon mewn modiwl batri. Mae dau fath o gelloedd prismatig: mae'r dalennau electrod y tu mewn i'r casin (anod, gwahanydd, catod) naill ai wedi'u pentyrru neu eu rholio a'u gwastadu.

Ar gyfer yr un gyfaint, gall celloedd prismatig wedi'u pentyrru ryddhau mwy o egni ar unwaith, gan gynnig perfformiad gwell, tra bod celloedd prismatig gwastad yn cynnwys mwy o egni, gan gynnig mwy o wydnwch.

Defnyddir celloedd prismatig yn bennaf mewn systemau storio ynni a cherbydau trydan. Mae eu maint mwy yn eu gwneud yn ymgeiswyr gwael ar gyfer dyfeisiau llai fel beiciau trydan a ffonau symudol. Felly, maent yn fwy addas ar gyfer cymwysiadau sy'n defnyddio llawer o ynni.

Beth yw celloedd silindrog

Acell silindrogyn gell wedi'i hamgáu mewn can silindr anhyblyg. Mae celloedd silindrog yn fach ac yn grwn, gan ei gwneud hi'n bosibl eu pentyrru mewn dyfeisiau o bob maint. Yn wahanol i fformatau batri eraill, mae eu siâp yn atal chwyddo, ffenomen annymunol mewn batris lle mae nwyon yn cronni yn y casin.

Defnyddiwyd celloedd silindrog gyntaf mewn gliniaduron, a oedd yn cynnwys rhwng tair a naw cell. Yna daethant yn fwy poblogaidd pan ddefnyddiodd Tesla hwy yn ei gerbydau trydan cyntaf (y Roadster a'r Model S), a oedd yn cynnwys rhwng 6,000 a 9,000 o gelloedd.

Defnyddir celloedd silindrog hefyd mewn beiciau trydan, dyfeisiau meddygol, a lloerennau. Maent hefyd yn hanfodol wrth archwilio'r gofod oherwydd eu siâp; byddai fformatau celloedd eraill yn cael eu hanffurfio gan y pwysau atmosfferig. Mae'r Rover olaf a anfonwyd ar blaned Mawrth, er enghraifft, yn gweithredu gan ddefnyddio celloedd silindrog. Mae ceir ras trydan perfformiad uchel Fformiwla E yn defnyddio'r un celloedd yn union â'r rover yn eu batri.

Y Prif Wahaniaethau Rhwng Celloedd Prismatig a Silindrog

Nid siâp yw'r unig beth sy'n gwahaniaethu celloedd prismatig a silindrog. Mae gwahaniaethau pwysig eraill yn cynnwys eu maint, nifer y cysylltiadau trydanol, a'u hallbwn pŵer.

Maint

Mae celloedd prismatig yn llawer mwy na chelloedd silindrog ac felly maent yn cynnwys mwy o egni fesul cell. I roi syniad bras o'r gwahaniaeth, gall un gell brismatig gynnwys yr un faint o egni â 20 i 100 o gelloedd silindrog. Mae maint llai celloedd silindrog yn golygu y gellir eu defnyddio ar gyfer cymwysiadau sydd angen llai o bŵer. O ganlyniad, fe'u defnyddir ar gyfer ystod ehangach o gymwysiadau.

Cysylltiadau

Gan fod celloedd prismatig yn fwy na chelloedd silindrog, mae angen llai o gelloedd i gyflawni'r un faint o ynni. Mae hyn yn golygu, ar gyfer yr un gyfaint, bod gan fatris sy'n defnyddio celloedd prismatig lai o gysylltiadau trydanol y mae angen eu weldio. Mae hyn yn fantais fawr i gelloedd prismatig oherwydd bod llai o gyfleoedd ar gyfer diffygion gweithgynhyrchu.

Pŵer

Gall celloedd silindrog storio llai o ynni na chelloedd prismatig, ond mae ganddyn nhw fwy o bŵer. Mae hyn yn golygu y gall celloedd silindrog ryddhau eu hynni'n gyflymach na chelloedd prismatig. Y rheswm yw bod ganddyn nhw fwy o gysylltiadau fesul amp-awr (Ah). O ganlyniad, mae celloedd silindrog yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau perfformiad uchel tra bod celloedd prismatig yn ddelfrydol i wneud y gorau o effeithlonrwydd ynni.

Mae enghreifftiau o gymwysiadau batri perfformiad uchel yn cynnwys ceir ras Fformiwla E a hofrennydd Ingenuity ar blaned Mawrth. Mae'r ddau angen perfformiadau eithafol mewn amgylcheddau eithafol.

Pam y gallai celloedd prismatig fod yn cymryd drosodd

Mae'r diwydiant cerbydau trydan yn esblygu'n gyflym, ac mae'n ansicr a fydd celloedd prismatig neu gelloedd silindrog yn drech. Ar hyn o bryd, mae celloedd silindrog yn fwy cyffredin yn y diwydiant cerbydau trydan, ond mae rhesymau i feddwl y bydd celloedd prismatig yn ennill mewn poblogrwydd.

Yn gyntaf, mae celloedd prismatig yn cynnig cyfle i ostwng costau drwy leihau nifer y camau gweithgynhyrchu. Mae eu fformat yn ei gwneud hi'n bosibl cynhyrchu celloedd mwy, sy'n lleihau nifer y cysylltiadau trydanol y mae angen eu glanhau a'u weldio.

Batris prismatig hefyd yw'r fformat delfrydol ar gyfer cemeg ffosffad lithiwm-haearn (LFP), cymysgedd o ddeunyddiau sy'n rhatach ac yn fwy hygyrch. Yn wahanol i gemegau eraill, mae batris LFP yn defnyddio adnoddau sydd ym mhobman ar y blaned. Nid oes angen deunyddiau prin a drud arnynt fel nicel a chobalt sy'n gyrru cost mathau eraill o gelloedd i fyny.

Mae arwyddion cryf bod celloedd prismatig LFP yn dod i'r amlwg. Yn Asia, mae gweithgynhyrchwyr cerbydau trydan eisoes yn defnyddio batris LiFePO4, math o fatri LFP yn y fformat prismatig. Dywedodd Tesla hefyd ei fod wedi dechrau defnyddio batris prismatig a weithgynhyrchir yn Tsieina ar gyfer fersiynau safonol ei geir.

Mae gan gemeg LFP anfanteision pwysig, fodd bynnag. Yn gyntaf, mae'n cynnwys llai o ynni na chemegau eraill sy'n cael eu defnyddio ar hyn o bryd ac, felly, ni ellir ei ddefnyddio ar gyfer cerbydau perfformiad uchel fel ceir trydan Fformiwla 1. Yn ogystal, mae systemau rheoli batri (BMS) yn ei chael hi'n anodd rhagweld lefel gwefr y batri.

Gallwch wylio'r fideo hwn i ddysgu mwy am yLFPcemeg a pham ei fod yn ennill poblogrwydd.