Üç ana türü vardırlityum iyon piller(li-ion): silindirik hücreler, prizmatik hücreler ve kese hücreleri.EV endüstrisinde en umut verici gelişmeler silindirik ve prizmatik hücreler etrafında dönüyor.Silindirik pil formatı son yıllarda en popüler olanı olsa da, çeşitli faktörler prizmatik hücrelerin bu işi devralabileceğini düşündürmektedir.

Nedir?Prizmatik Hücreler

Aprizmatik hücrekimyası sert bir muhafaza içine alınmış bir hücredir.Dikdörtgen şekli, birden fazla ünitenin bir akü modülünde verimli bir şekilde istiflenmesine olanak tanır.İki tür prizmatik hücre vardır: Muhafazanın içindeki elektrot tabakaları (anot, ayırıcı, katot) ya istiflenir ya da yuvarlanır ve düzleştirilir.

Aynı hacim için, istiflenmiş prizmatik hücreler aynı anda daha fazla enerji açığa çıkararak daha iyi performans sunarken, düzleştirilmiş prizmatik hücreler daha fazla enerji içererek daha fazla dayanıklılık sunar.

Prizmatik hücreler esas olarak enerji depolama sistemlerinde ve elektrikli araçlarda kullanılır.Büyük boyutları, onları e-bisiklet ve cep telefonu gibi daha küçük cihazlar için kötü adaylar haline getiriyor.Bu nedenle enerji yoğun uygulamalara daha uygundurlar.

Silindirik Hücreler Nelerdir?

Asilindirik hücresert bir silindir kutunun içine yerleştirilmiş bir hücredir.Silindirik hücreler küçük ve yuvarlaktır, bu da onları her boyuttaki cihaza yerleştirmeyi mümkün kılar.Diğer pil formatlarından farklı olarak şekilleri, pillerde gazların kasada biriktiği istenmeyen bir olay olan şişmeyi önler.

Silindirik hücreler ilk olarak üç ila dokuz arasında hücre içeren dizüstü bilgisayarlarda kullanıldı.Daha sonra Tesla bunları 6.000 ile 9.000 arasında hücre içeren ilk elektrikli araçlarında (Roadster ve Model S) kullandığında popülerlik kazandı.

Silindirik hücreler ayrıca e-bisikletlerde, tıbbi cihazlarda ve uydularda da kullanılır.Şekilleri nedeniyle uzay araştırmalarında da önemlidirler;diğer hücre formatları atmosferik basınç nedeniyle deforme olacaktır.Örneğin Mars'a gönderilen son Rover, silindirik hücreleri kullanarak çalışıyor.Formula E'nin yüksek performanslı elektrikli yarış arabaları, bataryalarında gezici araçla tamamen aynı hücreleri kullanıyor.

Prizmatik ve Silindirik Hücreler Arasındaki Temel Farklılıklar

Prizmatik ve silindirik hücreleri farklılaştıran tek şey şekil değildir.Diğer önemli farklılıklar arasında boyutları, elektrik bağlantılarının sayısı ve güç çıkışı yer alır.

Boyut

Prizmatik hücreler silindirik hücrelerden çok daha büyüktür ve dolayısıyla hücre başına daha fazla enerji içerir.Fark hakkında kabaca bir fikir vermek gerekirse, tek bir prizmatik hücre, 20 ila 100 silindirik hücreyle aynı miktarda enerji içerebilir.Silindirik hücrelerin daha küçük boyutu, daha az güç gerektiren uygulamalarda kullanılabileceği anlamına gelir.Sonuç olarak, daha geniş bir uygulama yelpazesi için kullanılırlar.

Bağlantılar

Prizmatik hücreler silindirik hücrelerden daha büyük olduğundan, aynı miktarda enerji elde etmek için daha az hücreye ihtiyaç vardır.Bu, aynı hacim için prizmatik hücreleri kullanan pillerin kaynak yapılması gereken elektrik bağlantılarının daha az olduğu anlamına gelir.Bu, prizmatik hücreler için büyük bir avantajdır çünkü üretim hatalarına yönelik fırsatlar daha azdır.

Güç

Silindirik hücreler prizmatik hücrelere göre daha az enerji depolayabilir ancak daha fazla güce sahiptirler.Bu, silindirik hücrelerin enerjilerini prizmatik hücrelere göre daha hızlı boşaltabilecekleri anlamına gelir.Bunun nedeni ampersaat başına daha fazla bağlantıya sahip olmalarıdır (Ah).Sonuç olarak silindirik hücreler yüksek performanslı uygulamalar için idealdir, prizmatik hücreler ise enerji verimliliğini optimize etmek için idealdir.

Yüksek performanslı pil uygulamalarına örnek olarak Formula E yarış arabaları ve Mars'taki Ingenuity helikopteri verilebilir.Her ikisi de ekstrem ortamlarda ekstrem performanslar gerektirir.

Neden Prizmatik Hücreler İşi Ele Geçiriyor Olabilir?

EV endüstrisi hızla gelişiyor ve prizmatik hücrelerin mi yoksa silindirik hücrelerin mi galip geleceği belirsiz.Şu anda EV endüstrisinde silindirik hücreler daha yaygın, ancak prizmatik hücrelerin popülerlik kazanacağını düşünmek için nedenler var.

Birincisi, prizmatik hücreler üretim adımlarının sayısını azaltarak maliyetleri düşürme fırsatı sunuyor.Formatları daha büyük hücrelerin üretilmesini mümkün kılar, bu da temizlenmesi ve kaynaklanması gereken elektrik bağlantılarının sayısını azaltır.

Prizmatik piller aynı zamanda daha ucuz ve daha erişilebilir malzemelerin bir karışımı olan lityum-demir fosfat (LFP) kimyası için de ideal formattır.Diğer kimyalardan farklı olarak LFP pilleri, gezegenin her yerinde bulunan kaynakları kullanır.Diğer hücre türlerinin maliyetini yukarı çeken nikel ve kobalt gibi nadir ve pahalı malzemelere ihtiyaç duymuyorlar.

LFP prizmatik hücrelerin ortaya çıktığına dair güçlü sinyaller var.Asya'da elektrikli araç üreticileri halihazırda prizmatik formatta bir LFP pil türü olan LiFePO4 pilleri kullanıyor.Tesla ayrıca otomobillerinin standart versiyonlarında Çin'de üretilen prizmatik pilleri kullanmaya başladığını da belirtti.

Ancak LFP kimyasının önemli dezavantajları vardır.Birincisi, şu anda kullanımda olan diğer kimyasallara göre daha az enerji içeriyor ve bu nedenle Formula 1 elektrikli arabaları gibi yüksek performanslı araçlar için kullanılamıyor.Ayrıca batarya yönetim sistemleri (BMS), bataryanın şarj seviyesini tahmin etmekte zorlanır.

Hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu videoyu izleyebilirsiniz.İşgücüne katılımkimya ve neden popülerlik kazanıyor?