تحليل خصائص الهيكل والمميزات التقنية لبطاريات الليثيوم الأسطوانية والمنشورية وبطاريات الليثيوم ذات الحقيبة

في الوقت الحالي, بطاريات الليثيوم تأتي في ثلاثة أنواع رئيسية من العبوات: الأسطوانية والمنشورية والحقيبة. وتؤدي هذه الهياكل المختلفة للبطاريات إلى خصائص مميزة، لكل منها مزاياها وعيوبها.

1. بطاريات ليثيوم أسطوانية

أسطواني بطاريات الليثيوممثل الموديل 18650، التي ابتكرتها شركة SONY لأول مرة في عام 1992 وسرعان ما أصبحت رائدة في السوق. وهي معروفة بعملية التصنيع الناضجة التي تستخدم تقنية اللف والأتمتة العالية والإنتاج الفعال من حيث التكلفة. تُستخدم هذه البطاريات على نطاق واسع في مختلف الأجهزة، بما في ذلك السيارات الكهربائية (EVs).

مع الطلب المتزايد على المدى الأطول للسيارات الكهربائية، تحولت الشركات المصنعة بشكل متزايد إلى بطاريات أسطوانية أكبر، مثل بطارية 21700، التي يتم إنتاجها الآن بكميات كبيرة من قبل شركة تسلا ومن المتوقع أن تحل محل بطارية 18650 في سياراتها.

2. بطاريات الليثيوم المنشورية

المنشور بطاريات الليثيوموغالبًا ما تستخدم أغلفة من الألومنيوم أو الفولاذ، وهي أكثر شيوعًا في الصين، خاصة في السيارات الكهربائية. إن بساطتها الهيكلية وكثافة الطاقة العالية نسبياً تجعلها شائعة، على الرغم من أنها تواجه تحديات بسبب وجود مجموعة واسعة من النماذج وعمليات الإنتاج غير الموحدة.

بالنسبة للتطبيقات الصناعية التي تتطلب بطاريات متعددة متسلسلة أو متوازية، غالبًا ما تكون البطاريات الأسطوانية مفضلة بسبب عملية التصنيع الموحدة.

3. بطاريات ليثيوم الحقيبة

الحقيبة بطاريات الليثيوم تتميز باستخدامها لأغشية الألومنيوم والبلاستيك المركب كمادة للتغليف، والتي توفر العديد من المزايا، مثل خفة الوزن وأداء أفضل للسلامة ومقاومة داخلية أقل. كما أنها قابلة للتخصيص بدرجة كبيرة من حيث الشكل والحجم.

ومع ذلك، فإن بطاريات الأكياس أكثر عرضة للتسرب، وتكلفة إنتاجها أعلى من البطاريات الأسطوانية والمنشورية. وعلى الرغم من هذه التحديات، أصبحت بطاريات الحقيبة أكثر شيوعًا في التطبيقات التي يكون فيها الوزن الخفيف والسلامة والتخصيص من الأولويات.

4. المقارنة الفنية

• الشكل: يمكن تخصيص البطاريات المنشورية من حيث الحجم، مما يوفر مرونة لا يمكن أن تضاهيها البطاريات الأسطوانية.
• خصائص المعدل: عادةً ما يكون للبطاريات الأسطوانية قدرة معدل أقل قليلاً مقارنةً بالبطاريات المنشورية.
• منصة التفريغ: على الرغم من أن منصات التفريغ متماثلة من الناحية النظرية، إلا أن البطاريات المنشورية تتمتع عمومًا بميزة طفيفة بسبب مقاومتها الداخلية المنخفضة.
• جودة المنتج: تتمتع البطاريات الأسطوانية بعملية تصنيع أكثر نضجًا، مما يضمن استقرار جودة المنتج، بينما تواجه البطاريات المنشورية تباينًا في الجودة بسبب الإنتاج الأقل آلية.
• لحام المحطات الطرفية: تتمتع البطاريات الأسطوانية بلحام طرفي أسهل وأكثر موثوقية مقارنة بالبطاريات المنشورية.
• تجميع الحزمة: البطاريات الأسطوانية أسهل في التجميع ولديها قدرة أفضل على تبديد الحرارة، بينما تتطلب البطاريات المنشورية إدارة حرارية دقيقة أثناء التجميع.
• الخصائص الهيكلية: قد تواجه البطاريات المنشورية تدهوراً في الأداء بمرور الوقت، خاصة عند الزوايا.

الخاتمة

أسطواني ومنشوري وحقيبة أسطوانية ومنشورية بطاريات الليثيوم تتمتع جميعها بنقاط قوة وضعف متميزة. ومع استمرار تطور التكنولوجيا، من المرجح أن تكمل هذه البطاريات بعضها البعض، مما يوفر حلول طاقة فعالة وآمنة لمجموعة واسعة من التطبيقات.