Üç ana türü vardırlityum iyon piller(Li-ion): Silindirik hücreler, prizmatik hücreler ve torba hücreler. Elektrikli araç sektöründe en umut vadeden gelişmeler silindirik ve prizmatik hücreler etrafında dönüyor. Silindirik pil formatı son yıllarda en popüler olanı olsa da, çeşitli faktörler prizmatik hücrelerin öne geçebileceğini gösteriyor.

Nelerdir?Prizmatik Hücreler

Aprizmatik hücrePrizmatik pil, kimyasal yapısının sert bir muhafaza içine yerleştirildiği bir pil türüdür. Dikdörtgen şekli, birden fazla ünitenin bir pil modülünde verimli bir şekilde üst üste istiflenmesine olanak tanır. İki tür prizmatik pil vardır: muhafaza içindeki elektrot levhaları (anot, ayırıcı, katot) ya üst üste istiflenir ya da yuvarlanıp düzleştirilir.

Aynı hacim için, üst üste dizilmiş prizmatik hücreler bir seferde daha fazla enerji açığa çıkararak daha iyi performans sunarken, düzleştirilmiş prizmatik hücreler daha fazla enerji içererek daha fazla dayanıklılık sağlar.

Prizmatik hücreler esas olarak enerji depolama sistemlerinde ve elektrikli araçlarda kullanılır. Daha büyük boyutları, onları elektrikli bisikletler ve cep telefonları gibi daha küçük cihazlar için uygunsuz hale getirir. Bu nedenle, enerji yoğun uygulamalar için daha uygundurlar.

Silindirik Hücreler Nedir?

Asilindirik hücreSilindirik piller, sert bir silindir kutu içinde bulunan bir hücredir. Silindirik piller küçük ve yuvarlak oldukları için her boyuttaki cihazda üst üste istiflenebilirler. Diğer pil formatlarından farklı olarak, şekilleri şişmeyi önler; bu da pillerde gazların kasada birikmesiyle oluşan istenmeyen bir durumdur.

Silindirik piller ilk olarak üç ila dokuz pil içeren dizüstü bilgisayarlarda kullanıldı. Daha sonra Tesla'nın ilk elektrikli araçlarında (Roadster ve Model S) 6.000 ila 9.000 pil kullanmasıyla popülerlik kazandılar.

Silindirik piller ayrıca elektrikli bisikletlerde, tıbbi cihazlarda ve uydularda da kullanılmaktadır. Şekilleri nedeniyle uzay araştırmalarında da hayati öneme sahiptirler; diğer pil biçimleri atmosfer basıncı nedeniyle deforme olurdu. Örneğin, Mars'a gönderilen son gezici araç silindirik piller kullanarak çalışmaktadır. Formula E yüksek performanslı elektrikli yarış arabaları da pillerinde gezici araçla tamamen aynı pilleri kullanmaktadır.

Prizmatik ve Silindirik Piller Arasındaki Başlıca Farklar

Prizmatik ve silindirik pilleri birbirinden ayıran tek şey şekil değildir. Diğer önemli farklılıklar arasında boyutları, elektrik bağlantılarının sayısı ve güç çıkışları yer alır.

Boyut

Prizmatik hücreler silindirik hücrelerden çok daha büyüktür ve bu nedenle hücre başına daha fazla enerji içerirler. Aradaki farkı kabaca anlatmak gerekirse, tek bir prizmatik hücre 20 ila 100 silindirik hücreyle aynı miktarda enerji içerebilir. Silindirik hücrelerin daha küçük boyutu, daha az güç gerektiren uygulamalar için kullanılabilecekleri anlamına gelir. Sonuç olarak, daha geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılırlar.

Bağlantılar

Prizmatik hücreler silindirik hücrelerden daha büyük olduğu için, aynı miktarda enerji elde etmek için daha az hücreye ihtiyaç duyulur. Bu, aynı hacim için, prizmatik hücre kullanan pillerin kaynaklanması gereken daha az elektrik bağlantısına sahip olduğu anlamına gelir. Bu, prizmatik hücreler için büyük bir avantajdır çünkü üretim hataları için daha az fırsat vardır.

Güç

Silindirik piller prizmatik pillere göre daha az enerji depolayabilir, ancak daha fazla güce sahiptirler. Bu, silindirik pillerin enerjilerini prizmatik pillerden daha hızlı boşaltabileceği anlamına gelir. Bunun nedeni, amper-saat (Ah) başına daha fazla bağlantıya sahip olmalarıdır. Sonuç olarak, silindirik piller yüksek performanslı uygulamalar için idealdir, prizmatik piller ise enerji verimliliğini optimize etmek için idealdir.

Yüksek performanslı batarya uygulamalarına örnek olarak Formula E yarış otomobilleri ve Mars'taki Ingenuity helikopteri verilebilir. Her ikisi de aşırı ortamlarda olağanüstü performans gerektirir.

Prizmatik Hücreler Neden Hakimiyeti Ele Geçiriyor Olabilir?

Elektrikli araç sektörü hızla gelişiyor ve prizmatik hücrelerin mi yoksa silindirik hücrelerin mi baskın olacağı belirsiz. Şu anda silindirik hücreler elektrikli araç sektöründe daha yaygın, ancak prizmatik hücrelerin popülerlik kazanacağına dair nedenler var.

İlk olarak, prizmatik hücreler, üretim aşamalarının sayısını azaltarak maliyetleri düşürme fırsatı sunar. Biçimleri, daha büyük hücrelerin üretilmesini mümkün kılar; bu da temizlenmesi ve kaynaklanması gereken elektrik bağlantılarının sayısını azaltır.

Prizmatik piller, daha ucuz ve daha kolay erişilebilir malzemelerin bir karışımı olan lityum-demir fosfat (LFP) kimyası için de ideal bir formattır. Diğer kimyalardan farklı olarak, LFP piller gezegenin her yerinde bulunan kaynakları kullanır. Diğer pil türlerinin maliyetini artıran nikel ve kobalt gibi nadir ve pahalı malzemelere ihtiyaç duymazlar.

LFP prizmatik pillerin yaygınlaştığına dair güçlü işaretler var. Asya'da, elektrikli araç üreticileri halihazırda prizmatik formatta bir LFP pil türü olan LiFePO4 pilleri kullanıyor. Tesla da, araçlarının standart menzilli versiyonlarında Çin'de üretilen prizmatik pilleri kullanmaya başladığını belirtti.

LFP kimyasının önemli dezavantajları da var. Birincisi, şu anda kullanımda olan diğer kimyalara göre daha az enerji içeriyor ve bu nedenle Formula 1 elektrikli otomobilleri gibi yüksek performanslı araçlarda kullanılamıyor. Ayrıca, batarya yönetim sistemleri (BMS) bataryanın şarj seviyesini tahmin etmekte zorlanıyor.

Bu videoyu izleyerek konu hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.LFPKimya ve neden giderek popülerleştiği.