Principales caractéristiques des batteries au lithium cylindriques, prismatiques et polymères
Les batteries circulaires au lithium font référence aux batteries cylindriques au lithium. La première batterie cylindrique au lithium était la batterie au lithium 18650 inventée par la société japonaise SONY en 1992. Étant donné que la batterie cylindrique au lithium 18650 a une longue histoire, le taux de pénétration du marché est très élevé. Les batteries cylindriques au lithium utilisent un processus d'enroulement assez mature, avec un degré élevé d'automatisation, une qualité de produit stable et un coût relativement faible. Il existe de nombreux types de piles cylindriques au lithium, telles que les courantes 14650, 17490, 18650, 21700, 26650, etc.
Les batteries prismatiques au lithium font généralement référence aux batteries prismatiques en aluminium ou en acier. Avec l’essor des batteries automobiles ces dernières années, la contradiction entre l’autonomie du véhicule et la capacité de la batterie est devenue de plus en plus évidente. De nombreux fabricants de batteries de puissance utilisent principalement des batteries prismatiques en aluminium avec une densité énergétique plus élevée. Étant donné que la structure des batteries prismatiques est relativement simple, contrairement aux batteries cylindriques qui utilisent de l'acier inoxydable à haute résistance comme coque et des accessoires tels que des soupapes de sécurité antidéflagrantes, l'ensemble des accessoires est léger et a une densité énergétique relativement élevée. Les batteries prismatiques ont deux processus différents : l'enroulement et le laminage.
Les batteries au lithium polymère sont des batteries carrées qui utilisent des électrolytes polymères colloïdaux ou solides. Leurs procédés de fabrication sont très similaires. Actuellement, la plupart des batteries souples sur le marché appartiennent à des batteries polymères. Les batteries au lithium polymère sont principalement utilisées dans les produits 3C haut de gamme tels que les téléphones mobiles et les tablettes. Les électrolytes polymères étant tous synthétisés artificiellement, leur coût est relativement élevé. Actuellement, les batteries électriques ne présentent aucun avantage en termes de coût. De plus, les batteries polymères sont sujettes à danger car elles n'ont pas de coque rigide de protection, des mesures de sécurité correspondantes doivent donc être prises lors de leur utilisation.
Trois batteries différentes doivent passer par une série d'étapes au cours du processus de production. Voici quelques-uns des équipements de base :
Équipement frontal (fabrication d'électrodes)
Mélangeur sous vide de laboratoire : utilisé pour mélanger les matériaux de batterie à semi-conducteurs positifs et négatifs, ajouter des solvants et mélanger dans une suspension.
Machine de revêtement de batterie : enduisez uniformément la boue agitée sur le collecteur de courant en feuille de cuivre ou en feuille d'aluminium, qui est l'équipement le plus critique du processus frontal.
Presse à rouleaux à batterie : compactez le matériau de l'électrode enrobée pour obtenir l'épaisseur et la densité idéales.
Machine de découpe : coupez le matériau d'électrode compacté à la taille requise.
Équipement intermédiaire (synthèse cellulaire)
Bobineuse de batterie ou machine d'empilage de batterie : enroulez ou empilez les plaques positives et négatives avec le diaphragme pour former une cellule non activée.
Machine à souder par points pour batterie: sert à souder les oreilles polaires de la cellule pour assurer la connexion de la cellule.
Injecteur numérique d'électrolyte : injectez de l'électrolyte dans la cellule, qui est l'équipement de base du processus intermédiaire.
Batterie cylindrique au lithium
Avantages :
• Bonne consistance unique, processus de production mature, degré élevé d'automatisation, qualité de produit stable et coût relativement faible.
• Haute résistance à la pression, sûr et difficile à exploser, haute densité énergétique, faible résistance.
• Scénarios d'application riches, grande surface spécifique, bon effet de dissipation thermique.
• Les batteries cylindriques sont généralement des batteries scellées, et il n'y a aucun problème d'entretien lors de leur utilisation.
• La coque de la batterie présente de bonnes propriétés mécaniques et une résistance élevée à la pression, et pratiquement aucun renflement ni expansion.
Batterie au lithium prismatique
Avantages :
• Fiabilité élevée de l'emballage, efficacité énergétique élevée du système, poids relativement léger et densité énergétique élevée.
• La structure est relativement simple, l'expansion est relativement pratique, la capacité d'une seule cellule est grande et la stabilité est relativement bonne.
• La résistance interne est faible et peut se décharger en continu avec un courant important.
• La coque de l'emballage est principalement constituée d'alliage d'aluminium et d'acier inoxydable, qui présente une bonne stabilité et n'est pas facilement endommagée par un impact externe.
Batterie au lithium polymère
Avantages :
• Bonnes performances de sécurité, pratiquement pas d'explosion, tout au plus un gonflement. Lorsqu'un gonflement se produit, les caractéristiques sont évidentes et il est facile de prendre des mesures à temps.
• Légères, le poids des batteries polymères est 40 % plus léger que celui des batteries lithium à coque acier de même capacité, et 20 % plus léger que celui des batteries lithium à coque aluminium.
• Grande capacité : la capacité des batteries polymères est 10-15 % supérieure à celle des batteries à coque en acier de mêmes spécifications et tailles, et 5-10 % supérieure à celle des batteries à coque en aluminium.
• Faible résistance interne, la résistance interne des batteries polymères est inférieure à celle des batteries lithium, ce qui réduit fortement l'autoconsommation des batteries.
• Conception et disposition flexibles, les batteries polymères peuvent être pliées et déformées selon les besoins, adaptées aux produits au design flexible.
Ce qui précède résume les principales caractéristiques des trois types de batteries au lithium, chacune ayant ses scénarios d'application et ses avantages spécifiques. Les batteries cylindriques au lithium présentent des avantages dans certains domaines en raison de leur technologie mature et de leur grande cohérence. Les batteries au lithium prismatiques sont privilégiées dans des domaines tels que les véhicules électriques en raison de leur densité énergétique élevée et de leur structure simple, tandis que les batteries au lithium polymère sont largement utilisées dans des domaines tels que l'électronique grand public en raison de leur densité énergétique élevée et de leur flexibilité de conception.
Le PACK de batterie au lithium est un élément indispensable de la fabrication de batteries au lithium. Qu'il s'agisse de batteries au lithium cylindriques ou de batteries au lithium prismatiques ou polymères, elles peuvent être assemblées avec des cellules de batterie, des cartes de protection, des circuits et d'autres composants via le processus PACK pour former un produit de batterie au lithium complet, garantissant la sécurité, la fiabilité et la stabilité des performances de piles au lithium. Dans le processus de production, une série d'équipements de test tels que le testeur CCD etTesteurs GTBsont également nécessaires pour assurer l’application des packs.
