"Formtvisten" av litiumbattericeller har aldrig slutat - cylindriska celler upptar hälften av konsumentelektronikmarknaden med modeller som 18650 och 21700, medan fyrkantiga celler har blivit mainstream av kraftbatterier på grund av deras höga integration. Den tekniska utvecklingen av de två formerna är i huvudsak ett exakt svar på behoven i olika scenarier.
1 cylindriska batterifattor: inneboende fördelar med standardisering och värmeavledning
Kärnkonkurrenskraften för cylindriska batterifattceller ligger i hög standardisering. Standardstorleken på 18650 battericeller med en diameter på 18 mm och en längd på 65 mm gör det enkelt för automatiserad produktionsutbyte att överstiga 95%, och den dagliga produktionskapaciteten för en enda produktionslinje kan nå 500000 stycken. Teslas 4680 battericell har ökat sin energitäthet med 5 gånger genom att öka diametern till 46 mm. Samtidigt antar den en trasig örondesign, som förkortar den nuvarande vägen och minskar värmeproduktionen med 40%. Kombinerat med den nedre vattenkylda plattan kan den stödja 5C Ultra Fastladdning (fulladdad på 12 minuter).
Den enhetliga värmeavledningen som föras med den cirkulära strukturen är en annan viktig fördel. I bärbara datorer kan temperaturskillnaden för parallella cylindriska batteripaket med flera serier kontrolleras inom 3 grader, mycket lägre än 5 graden av fyrkantiga celler. Ett visst spel använde ursprungligen 21700 cylindriska batterifattor. Efter att ha kört med full belastning i fyra timmar i rad nådde batteritemperaturen högst 42 grader, medan samma konfigurationsmodell med fyrkantiga batterifattor nådde 48 grader. Inom elektriska verktyg har cylindriska celler bättre antivibrationsprestanda. Efter 10G -accelerationstestning är kapacitetsdämpningshastigheten 15% lägre än för fyrkantiga celler, vilket gör dem till det föredragna valet för slagborr och vinkelkvarnar.
Den modulära kombinationen av cylindriska celler har hög flexibilitet. Genom att använda olika serieparallella anslutningar är det möjligt att snabbt anpassa sig till spänningskraven som sträcker sig från 1,5V till 1000V. Ett visst utomhuskraftsmärke använder 18650 batterifattceller och lanserar en serie produkter med kapacitet som sträcker sig från 500Wh till 3000Wh genom en "byggsten" -kombination. Forsknings- och utvecklingscykeln har förkortats till 3 månader, vilket sparar 50% av tiden jämfört med kvadratbattericelllösningar.
2 kvadratformade batterceller: Fördelar med rymdutnyttjande och anpassning
Fyrkantiga battericeller utmärker sig i rymdutnyttjande och anpassningsmöjligheter. Genom att justera dimensionerna av längd, bredd och höjd kan fyrkantiga batterifattor anpassas till olika enhetshålrum. En anpassad fyrkantig battericell från en viss mobiltelefontillverkare har en tjocklek på endast 3,5 mm, vilket minskar kroppens vikt med 10% och ökar kapaciteten till 5000 mAh. Inom kraftbatterierna kan det styva skalet av fyrkantiga celler tåla större komprimering, och sannolikheten för kortslutning i nålpunkteringstest är 25% lägre än för cylindriska celler. BYD: s bladbatteri utvidgar längden på fyrkantiga celler till 1,2 meter, och genom matrisarrangemang ökas volymanvändningsgraden till 60%, vilket är 20 procentenheter högre än traditionella fyrkantiga celler.
Populariseringen av lamineringsteknologi har ytterligare uppgraderat prestandan för fyrkantiga batterifattor. Jämfört med traditionell lindningsteknologi har användningshastigheten för elektrodplattor i laminerade fyrkantiga celler ökats till 95%och kapacitetskonsistensfelet styrs inom 2%. CATL: s CTP (icke -modul) teknik integrerar fyrkantiga celler direkt i batteripaket, sparar 20% av strukturella komponenter och uppnår en energitäthet på 290Wh/kg, vilket är 10% högre än CTP -lösningen för cylindriska celler. Inom energilagring har fyrkantiga batterier en fördel i lång cykellivslängd. Ett visst 100AH -fyrkantigt litiumjärnfosfatbatteri har en kapacitetsbehållningshastighet på 80% efter 10000 cykler, vilket är 15 procentenheter högre än cylindriska batterier med samma specifikation.
3 Integration och differentiering: Den framtida riktningen för teknisk färdplan
Två former går mot "integrerad innovation". Den cylindriska battericellen antar staplingsprocessen för den fyrkantiga battericellen, och 4680 battericellen använder staplad lindning, med ytterligare 10% ökning av energitätheten; Standardiseringskonceptet för att introducera cylindriska celler i fyrkantiga battericeller har antagits. De "fyrkantiga cylindriska" batterifattcellerna som lanseras av China Innovation Aviation behåller fyrkantiga skalet medan de använder cirkulära polkärnor, balanserar värmeavledningen och rymdeffektiviteten. I batteripaketet med SUV -modeller har volymanvändningshastigheten ökats med 5%.
Differentiering av scenarier blir allt tydligare: inom fält som konsumentelektronik och elverktyg som kräver hög standardisering är cylindriska batterier fortfarande det föredragna valet och 21700 batterier har redan nått en marknadsandel på 70% i elektriska skiftnycklar; I scenarier med hög kapacitet som nya energifordon och energilagring dominerar fyrkantiga celler med sina integrationsfördelar och står för över 60% av de globala kraftbatterierna. I framtiden, med utvecklingen av CTC (cellintegrerad chassi) -teknik, kan de två formerna ytterligare differentiera - cylindriska celler som utvecklas mot hög förstoringsminiatyrisering och fyrkantiga celler som bryter igenom mot storskaliga och integrerade strukturella komponenter, vilket i slutändan fortsätter att fördjupa sin respektive expertis i sina respektive scenarier.