Sự khác biệt về mặt kỹ thuật và ứng dụng của-Pin hình lăng trụ có vỏ và Pin hình lăng trụ-gói mềm

Với sự phát triển nhanh chóng của phương tiện sử dụng năng lượng mới, hệ thống lưu trữ năng lượng và thị trường cung cấp điện công nghiệp, các hình thức đóng gói pin lithium{0}}ion không ngừng phát triển. Hiện nay, pin lithium lăng trụ phổ biến trên thị trường chủ yếu được chia thành hai loại: pin lăng trụ-có vỏ nhôm và pin lăng trụ-đóng gói mềm. Hai công nghệ này khác nhau đáng kể về thiết kế kết cấu, hiệu suất an toàn, mật độ năng lượng, chi phí sản xuất và các kịch bản ứng dụng. Hiểu được đặc điểm của chúng có giá trị tham khảo quan trọng cho việc thiết kế pin điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và cấu trúc bộ pin.

 

 

 

Pin lăng trụ có vỏ bằng nhôm sử dụng nhôm làm lớp vỏ bên ngoài, tạo thành cấu trúc ổn định thông qua quá trình hàn hoặc đóng gói bằng laze. Những sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới, thiết bị lưu trữ năng lượng và hệ thống điện công nghiệp. Cấu trúc lõi của chúng thường sử dụng giải pháp vỏ nhôm cho pin lăng trụ lithium, đạt được độ bền cơ học cao và độ ổn định cấu trúc.

 

Pin lăng trụ-gói mềm sử dụng màng nhựa tổng hợp nhôm-làm vật liệu đóng gói bên ngoài, với các tế bào bên trong được bao bọc thông qua quy trình-niêm phong nhiệt. Do tính linh hoạt cao hơn của vật liệu đóng gói, nên có thể đạt được các thiết kế kích thước linh hoạt hơn, mang lại những lợi thế nhất định trong lĩnh vực trọng lượng nhẹ.

 

 

 

Pin hình lăng trụ có vỏ bằng nhôm- mang lại khả năng bảo vệ cơ học cao trong điều kiện hoạt động bình thường, chống lại các tác động và lực nén bên ngoài một cách hiệu quả. Do đó, chúng được sử dụng rộng rãi trong vỏ nhôm cho ắc quy ô tô và-hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn.

 

Khi áp suất bên trong tăng do sạc/xả, thay đổi nhiệt độ hoặc tạo khí, cấu trúc vỏ nhôm có thể có biểu hiện giãn nở nhẹ. Trong điều kiện khắc nghiệt, van an toàn sẽ kích hoạt để giải phóng áp suất bên trong, nhờ đó giảm thiểu rủi ro.

 

Ngược lại, pin dạng túi, do được bọc bằng màng nhựa dẻo-bằng nhôm, thường phồng lên khi áp suất bên trong tăng lên. Cơ chế giải phóng áp suất của chúng tương đối nhẹ nhàng, làm giảm khả năng vỡ vỏ, do đó thu hút sự chú ý trong một số thiết bị điện tử tiêu dùng và ứng dụng nhẹ.

 

 

Hiệu suất-ở nhiệt độ thấp của pin lithium{1}}ion chủ yếu bị ảnh hưởng bởi hệ thống chất điện phân và vật liệu nhưng phương pháp đóng gói cũng có tác động nhất định đến hiệu suất.

 

Pin lăng trụ-có vỏ nhôm truyền thống được sử dụng rộng rãi trong vỏ nhôm cho các giải pháp gói pin lithium EV, duy trì độ ổn định cấu trúc tốt trong môi trường-nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, khi nhiệt độ giảm, điện trở trong của pin tăng lên, dẫn đến giảm khả năng phóng điện-một vấn đề phổ biến mà tất cả các loại pin lithium lỏng gặp phải.

 

Pin dạng túi, nhờ thiết kế cấu trúc linh hoạt hơn, cho phép thiết kế có hình dạng đa dạng và cải thiện mức sử dụng công suất trong không gian hạn chế, mang lại lợi thế cho chúng trong các ứng dụng mật độ-năng lượng{1}}cao.

 

 

Trong cùng điều kiện thể tích, pin dạng túi thường nhẹ hơn pin có vỏ-bằng nhôm vì vật liệu đóng gói của chúng nhẹ hơn và chứa tỷ lệ vật liệu không hoạt động thấp hơn.

 

Từ góc độ cấu trúc, trong khi pin lăng trụ sử dụng vỏ nhôm của pin LFP làm tăng trọng lượng vỏ, chúng mang lại khả năng bảo vệ cơ học tốt hơn và độ tin cậy của hệ thống, do đó duy trì vị trí quan trọng trong pin điện và lưu trữ năng lượng.

 

Pin túi có thể cải thiện hơn nữa việc sử dụng khối lượng và mật độ năng lượng trọng lượng, mang lại lợi thế cho các sản phẩm ưu tiên phạm vi và thiết kế nhẹ.

 

 

Chuỗi ngành công nghiệp pin lăng trụ-vỏ nhôm hiện nay đã rất phát triển, với các vật liệu, thiết bị và quy trình liên quan đạt được-quy mô sản xuất lớn.

 

Ví dụ: vỏ pin được sử dụng trong Vỏ nhôm cho Bộ pin lithium Powerwall có chuỗi cung ứng hoàn chỉnh, dẫn đến chi phí sản xuất tổng thể tương đối thấp. Hơn nữa, cấu trúc vỏ nhôm tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất và lắp ráp đóng gói tự động, cải thiện tính nhất quán trong sản xuất và độ tin cậy của sản phẩm.

 

Mặt khác, pin gói mềm có yêu cầu cao hơn đối với vật liệu màng nhựa nhôm, quy trình đóng gói và môi trường sản xuất, dẫn đến khó khăn trong sản xuất và chi phí vật liệu cao hơn. Do đó, chi phí sản xuất tổng thể của chúng thường cao hơn so với giải pháp-có vỏ nhôm.

 

 

Pin lăng trụ-có vỏ nhôm có các đặc điểm sau:

Độ bền đóng gói cao và độ ổn định cấu trúc;
Dung lượng một ô-lớn, hỗ trợ tích hợp hệ thống;
Thiết kế quản lý nhiệt hoàn thiện;
Dễ dàng tiêu chuẩn hóa sản xuất; Được sử dụng rộng rãi trong Vỏ nhôm cho Bộ pin LiFePO4 trên ô tô và hệ thống lưu trữ năng lượng.

 

Tuy nhiên, chúng cũng có những hạn chế nhất định:

Nhiều thông số kỹ thuật và mẫu mã sản phẩm;
Khó khăn trong việc thống nhất các tiêu chuẩn tự động hóa;
Khả năng tương thích thấp giữa các nhà sản xuất khác nhau.
Độ phức tạp cao hơn trong thiết kế bộ pin.

 

 

Ưu điểm chính của pin gói mềm bao gồm:

 

Trọng lượng nhẹ hơn;
Sử dụng khối lượng cao hơn;
Tự do thiết kế lớn hơn;
Phân phối nhiệt tương đối đồng đều;
Thích hợp cho các thiết kế sản phẩm nhẹ.

Những hạn chế của chúng chủ yếu được phản ánh ở:

Bảo vệ bên ngoài yếu hơn;
Sự phụ thuộc cao hơn vào cấu trúc mô-đun;
Yêu cầu vận chuyển và lắp ráp nghiêm ngặt;

Cần có thiết kế hỗ trợ cơ học phức tạp hơn trong quá trình sử dụng lâu dài.

 

 

Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện sử dụng năng lượng mới và các ngành công nghiệp lưu trữ năng lượng, pin lăng kính đã dần trở thành giải pháp chủ đạo trên thị trường.

 

Trong lĩnh vực xe năng lượng mới, hệ thống ắc quy sử dụng Vỏ nhôm cho Bộ pin LiFePO4 của xe buýt điện và Vỏ nhôm cho Bộ pin Lifepo4 cho ô tô điện được sử dụng rộng rãi do cấu trúc đáng tin cậy và bảo trì thuận tiện.

 

Trong thị trường-xe hai bánh và năng lượng nhẹ{1}}, nhu cầu về vỏ nhôm cho Bộ pin xe đạp điện và Vỏ nhôm cho các sản phẩm liên quan đến Bộ pin xe đạp điện Li-ion- tiếp tục tăng, đặt ra yêu cầu cao hơn về trọng lượng nhẹ và độ an toàn của pin.

 

Trong khi đó, thị trường lưu trữ năng lượng cũng đang có sự tăng trưởng nhanh chóng về nhu cầu đối với các thành phần kết cấu như vỏ nhôm cho pin lithium sắt photphat, pin lăng trụ LFP và vỏ nhôm pin lithium.

 

 

 

Pin lăng trụ-có vỏ nhôm và pin lăng trụ dạng túi thể hiện hai hướng phát triển khác nhau. Cấu trúc-vỏ nhôm có độ bền cơ học cao, quy trình sản xuất hoàn thiện và độ tin cậy hệ thống tuyệt vời, được sử dụng rộng rãi trong pin điện và bộ lưu trữ năng lượng.

 

Mặt khác, cấu trúc túi dựa vào ưu điểm về trọng lượng nhẹ và mật độ năng lượng cao, chiếm vị trí quan trọng trong một số-tình huống ứng dụng cao cấp.

 

Trong tương lai, với những tiến bộ không ngừng trong công nghệ vật liệu, thiết kế kết cấu và quy trình sản xuất, cho dù đó là vỏ nhôm pin lithium,vỏ nhôm lithium sắthoặc các công nghệ đóng gói pin mới, tất cả sẽ thúc đẩy ngành năng lượng mới hướng tới mức độ an toàn cao hơn, mật độ năng lượng cao hơn và tuổi thọ dài hơn.