لم تتوقف "النزاع النماذج" لخلايا بطارية الليثيوم أبدًا - تشغل الخلايا الأسطوانية نصف سوق الإلكترونيات الاستهلاكية مع نماذج مثل 18650 و 21700 ، بينما أصبحت الخلايا المربعة التيار الرئيسي لبطاريات الطاقة بسبب تكاملها العالي. يعد التطور التكنولوجي للشكلين في الأساس استجابة دقيقة لاحتياجات السيناريوهات المختلفة.
1 خلايا بطارية أسطواني: مزايا متأصلة للتوحيد وتبديد الحرارة
تكمن القدرة التنافسية الأساسية لخلايا البطارية الأسطوانية في التقييم العالي. الحجم القياسي من خلايا البطارية 18650 بقطر 18 ملم وطول 65 ملم يجعل من السهل على عائد الإنتاج الآلي أن تتجاوز 95 ٪ ، ويمكن أن تصل السعة الإنتاجية اليومية لخط إنتاج واحد إلى 500000 قطعة. زادت خلية البطارية 4680 من تسلا من كثافة الطاقة بمقدار 5 مرات عن طريق زيادة قطرها إلى 46 مم. في الوقت نفسه ، يعتمد تصميم الأذن بدون خطوة ، والذي يقلل المسار الحالي ويقلل من توليد الحرارة بنسبة 40 ٪. جنبا إلى جنب مع اللوحة السفلية المبردة بالمياه ، يمكن أن تدعم شحن سريع 5C فائقة الشحن (مشحونة بالكامل في 12 دقيقة).
تبديد الحرارة الموحدة التي جلبها الهيكل الدائري هي ميزة رئيسية أخرى. في أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، يمكن التحكم في اختلاف درجة الحرارة في حزم البطارية الأسطوانية المتوازية متعددة السلسلة في غضون 3 درجة ، أقل بكثير من 5 درجة من الخلايا المربعة. تستخدم لعبة معينة في الأصل 21700 خلايا بطارية أسطوانية. بعد تشغيله عند الحمل الكامل لمدة 4 ساعات متتالية ، وصلت درجة حرارة البطارية إلى 42 درجة كحد أقصى ، في حين أن نموذج التكوين نفسه باستخدام خلايا البطارية المربعة وصلت إلى 48 درجة. في مجال الأدوات الكهربائية ، فإن الخلايا الأسطوانية لها أداء أفضل للاهتزاز. بعد اختبار اهتزاز التسارع 10 جرام ، يكون معدل توهين السعة أقل بنسبة 15 ٪ من الخلايا المربعة ، مما يجعلها الخيار المفضل لتدريبات التأثير ومطاحن الزاوية.
المزيج المعياري من الخلايا الأسطوانية له مرونة عالية. باستخدام اتصالات متوازية مختلفة ، من الممكن التكيف بسرعة مع متطلبات الجهد التي تتراوح من 1.5 فولت إلى 1000 فولت. تستخدم علامة تجارية طاقة خارجية معينة 18650 خلايا بطارية وتطلق سلسلة من المنتجات ذات القدرات التي تتراوح بين 500 و 3000WH من خلال مجموعة "لبنة". تم تقصير دورة البحث والتطوير إلى 3 أشهر ، مما يوفر 50 ٪ من الوقت مقارنة بحلول خلايا البطارية المربعة.
2 خلايا بطارية على شكل مربع: مزايا استخدام المساحة والتخصيص
تتفوق خلايا البطارية المربعة في إمكانات استخدام الفضاء وتخصيصها. من خلال ضبط أبعاد الطول والعرض والارتفاع ، يمكن تكييف خلايا البطارية المربعة مع تجاويف الأجهزة المختلفة. تبلغ سمك خلية بطارية مربعة مخصصة من شركة تصنيع هاتف محمول معين 3.5 ملم فقط ، مما يقلل من وزن الجسم بنسبة 10 ٪ وزيادة القدرة إلى 5000 مللي أمبير في الساعة. في مجال بطاريات الطاقة ، يمكن للقشرة الصلبة للخلايا المربعة تحمل ضغط أكبر ، واحتمال حدوث دائرة قصيرة في اختبار ثقب الإبرة أقل بنسبة 25 ٪ من الخلايا الأسطوانية. تمتد بطارية شفرة BYD طول الخلايا المربعة إلى 1.2 متر ، ومن خلال ترتيب الصفيف ، يتم زيادة معدل استخدام الحجم إلى 60 ٪ ، وهو أعلى 20 نقطة مئوية من الخلايا المربعة التقليدية.
قام تعميم تكنولوجيا التصفيح بترقية أداء خلايا البطارية المربعة. بالمقارنة مع تقنية اللف التقليدية ، تمت زيادة معدل استخدام لوحات الإلكترود في الخلايا المربعة المغلفة إلى 95 ٪ ، ويتم التحكم في خطأ تناسق السعة في غضون 2 ٪. تدمج تقنية CTL CTP (غير الوحدة) الخلايا المربعة مباشرة في عبوات البطارية ، مما يوفر 20 ٪ من المكونات الهيكلية ويحقق كثافة الطاقة 290WH/كجم ، وهو أعلى بنسبة 10 ٪ من محلول CTP للخلايا الأسطوانية. في مجال تخزين الطاقة ، تتمتع البطاريات ذات الشكل المربع بميزة في عمر دورة طويلة. يبلغ عدد قليل من بطارية فوسفات الحديد في الليثيوم 100ah معدل الاحتفاظ بنسبة 80 ٪ بعد 10000 دورة ، وهو 15 نقطة مئوية أعلى من البطاريات الأسطوانية من نفس المواصفات.
3 التكامل والتمايز: الاتجاه المستقبلي لخريطة الطريق التكنولوجية
يشكل نموذجان نحو "ابتكار متكامل". تعتمد خلية البطارية الأسطوانية عملية التراص لخلية البطارية المربعة ، وتستخدم خلية البطارية 4680 لطف مكدسة ، مع زيادة إضافية بنسبة 10 ٪ في كثافة الطاقة ؛ تم اعتماد مفهوم توحيد إدخال الخلايا الأسطوانية في خلايا البطارية المربعة. تحتفظ خلايا البطارية "الاسطوانية المربعة" التي تطلقها شركة China Innovation Aviation بالقشرة المربعة أثناء استخدام النوى القطب الدائرية ، وتوازن تبديد الحرارة وكفاءة الفضاء. في حزمة بطارية نماذج سيارات الدفع الرباعي ، تمت زيادة معدل استخدام الصوت بنسبة 5 ٪.
أصبح تمايز السيناريوهات واضحًا بشكل متزايد: في مجالات مثل الإلكترونيات الاستهلاكية وأدوات الطاقة التي تتطلب توحيدًا عالٍ ، لا تزال البطاريات الأسطوانية هي الخيار المفضل ، وقد وصلت 21700 بطارية بالفعل إلى حصة سوقية بلغت 70 ٪ في مفترضات كهربائية ؛ في السيناريوهات عالية السعة مثل مركبات الطاقة الجديدة وتخزين الطاقة ، تهيمن الخلايا المربعة على مزايا التكامل الخاصة بها ، حيث تمثل أكثر من 60 ٪ من بطاريات الطاقة العالمية. في المستقبل ، مع تطور تقنية CTC (الهيكل المتكامل للخلايا) ، قد يميز النموذجان بشكل أكبر - تتطور الخلايا الأسطوانية نحو تصغير التكبير العالي ، والخلايا المربعة التي تتجه نحو المكونات الهيكلية الواسعة النطاق والمتكاملة ، وتستمر في نهاية المطاف في تعميق خبراتها في سيناريوهات كل منها.