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CELLE PRISMATICHE VS. CELLE CILINDRICHE: UN CONFRONTO

2023-08-14
La scelta tra batterie agli ioni di litio prismatiche e cilindriche influenza in modo significativo le prestazioni del dispositivo. Le differenze vanno oltre la forma: dimensioni, connessioni e potenza.

Nel panorama in rapida evoluzione della tecnologia delle batterie, la scelta tra diversi tipi di batterie agli ioni di litio può avere un impatto significativo sulle prestazioni e sull'applicazione di vari dispositivi. ACELe celle prismatiche e le celle cilindriche di ​​offrono vantaggi e applicazioni distinti. Approfondiamo le principali differenze tra questi due tipi di cellule ed esploriamo le loro potenziali implicazioni.

 

Esplorazione delle celle prismatiche

 


 

Le celle prismatiche rappresentano una chimica racchiusa all'interno di un involucro rigido, tipicamente di forma rettangolare. Questo design facilita l'impilamento efficiente di più celle all'interno di un modulo batteria. Le celle prismatiche sono disponibili in due varianti: impilate o laminate e fogli di elettrodi appiattiti (anodo, separatore, catodo). Il design delle celle prismatiche impilate consente il rilascio di più energia contemporaneamente, migliorando le prestazioni. Al contrario, le celle prismatiche appiattite offrono un maggiore accumulo di energia, migliorando la durata.

 

Utilizzate principalmente nei sistemi di accumulo di energia e nei veicoli elettrici, le celle prismatiche brillano in applicazioni che richiedono una maggiore capacità energetica. Le loro dimensioni maggiori li rendono meno adatti a dispositivi compatti come cellulari o e-bike. Tuttavia, per le applicazioni ad alta intensità energetica, le celle prismatiche si rivelano una scelta affidabile.

 

Rivelazione delle celle cilindriche

 

cylindrical cells

 

Le celle cilindriche, come suggerisce il nome, sono racchiuse all'interno di lattine cilindriche rigide. La loro forma rotonda e compatta facilita l'impilamento in dispositivi di varie dimensioni. Questa forma impedisce anche il rigonfiamento causato dall'accumulo di gas all'interno dell'involucro, fenomeno che può compromettere altri formati di celle.

 

Una batteria cilindrica agli ioni di litio è caratterizzata dalla sua forma cilindrica, guadagnandosi così il nome di "batteria cilindrica agli ioni di litio". Queste batterie sono classificate in base ai loro materiali anodici e includono varianti come ossidi di litio cobalto (LiCoO2), litio manganese (LiMn2O4), litio nichel manganese cobalto (LiNiMnCoO2 o NMC), litio alluminio nichel cobalto (LiNiCoAlO2 o NCA), litio ferro fosfato ( LiFePO4) e titanato di litio (Li4Ti5O12).

 

Inizialmente rese popolari nei laptop, le celle cilindriche hanno lasciato il segno con l'uso di Tesla nei veicoli elettrici. Queste celle sono componenti essenziali di e-bike, dispositivi medici e persino satelliti, dove la loro forma unica garantisce resistenza alle variazioni di pressione atmosferica.

 

Differenze chiave: dimensioni, connessioni e potenza

 

Le differenze tra celle prismatiche e cilindriche si estendono oltre le loro forme. Distinzioni notevoli includono le dimensioni, il numero di collegamenti elettrici e la potenza in uscita.

 

 

 

Dimensioni

Le celle prismatiche sono sostanzialmente più grandi delle celle cilindriche e contengono più energia per cella. Per illustrare, una singola cella prismatica può immagazzinare tanta energia quanto da 20 a 100 celle cilindriche. Le ridotte dimensioni delle celle cilindriche le rendono adatte ad applicazioni che richiedono potenze inferiori, ampliandone il campo di utilizzo. Le celle cilindriche, come suggerisce il nome, hanno una forma cilindrica che ricorda le tradizionali batterie AA. Le celle prismatiche sono più rettangolari e piatte, mentre le celle a sacchetto sono flessibili e spesso racchiuse in un sacchetto morbido.

 

Connessioni

Il numero di collegamenti elettrici richiesti in una batteria è un'altra differenza fondamentale. Questo fattore influisce direttamente sulla complessità complessiva e sull'affidabilità del sistema di batterie. Le celle prismatiche, essendo più grandi e con una maggiore densità di energia, richiedono meno celle per raggiungere una specifica capacità energetica rispetto alle celle cilindriche. Ciò significa che i pacchi batteria che utilizzano celle prismatiche hanno un minor numero di connessioni elettriche, con conseguente potenziale minor numero di punti di guasto durante la produzione e l'utilizzo. D'altra parte, le celle cilindriche, a causa delle loro dimensioni ridotte, richiedono più celle per raggiungere la stessa capacità energetica, portando a un numero maggiore di connessioni.

 

Potenza e prestazioni

La potenza erogata è un fattore critico per varie applicazioni, dagli smartphone che richiedono una ricarica rapida ai veicoli elettrici che richiedono un'elevata accelerazione. Le celle cilindriche spesso mostrano migliori capacità di uscita di potenza rispetto alle celle prismatiche. Questo vantaggio deriva dalle loro dimensioni ridotte e dal maggior numero di connessioni, consentendo un'erogazione di potenza più distribuita. Di conseguenza, le celle cilindriche vengono comunemente scelte per applicazioni ad alte prestazioni come veicoli elettrici e utensili elettrici. Le celle prismatiche, d'altra parte, sono preferite per le applicazioni ad alta intensità energetica, in cui l'erogazione di potenza costante e sostenuta è più critica rispetto ai burst istantanei.

 

La rivoluzione prismatica

 

 

La continua evoluzione del settore dei veicoli elettrici (EV) introduce un cambiamento dinamico nelle preferenze relative alle batterie. Sebbene le celle cilindriche attualmente dominino il settore dei veicoli elettrici, le celle prismatiche presentano motivi convincenti per prendere potenzialmente il comando.

 

Le celle prismatiche offrono opportunità di riduzione dei costi semplificando le fasi di produzione. Il loro design più ampio consente la creazione di celle più grandi, riducendo al minimo la necessità di complesse connessioni elettriche durante la produzione.

 

Inoltre, le celle prismatiche si allineano bene con la chimica del fosfato di litio-ferro (LFP), sfruttando materiali abbondanti e convenienti. Le batterie LFP si basano su risorse ampiamente disponibili, a differenza di altre sostanze chimiche che dipendono da elementi costosi come il nichel e il cobalto.

 

Man mano che l'adozione delle celle prismatiche LFP guadagna terreno, si verificano cambiamenti notevoli. I produttori asiatici di veicoli elettrici incorporano batterie LiFePO4 in formati prismatici, mentre Tesla introduce batterie prismatiche prodotte in Cina per specifici modelli di auto.

 

Tuttavia, la chimica LFP pone dei limiti, tra cui una minore densità di energia rispetto ad altre chimiche, rendendola inadatta per veicoli ad alte prestazioni. Anche i sistemi di gestione della batteria incontrano problemi nella previsione dei livelli di carica delle celle LFP.

 

Conclusione

 

 

La scelta tra celle prismatiche e cilindriche va oltre la forma. Le considerazioni riguardano dimensioni, connessioni e potenza in uscita, allineandosi con applicazioni distinte e tendenze future nella tecnologia delle batterie. Mentre la ricerca di soluzioni energetiche più efficienti e sostenibili continua, la concorrenza tra questi due tipi di celle fa avanzare l'evoluzione delle innovazioni alimentate a batteria. Casualmente, ACE offre sia batterie prismatiche che cilindriche. Se sei interessato, puoi provare.

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