Enroulement de la batterie lithium-ion :
Une batterie composée de cellules formées par des matériaux d’électrode d’enroulement est appelée batterie d’enroulement. La batterie d’enroulement est également connue sous le nom de cellule ou cellule d’enroulement dans l’industrie des batteries.
Batterie lithium-ion empilable :
Les batteries d’alimentation sont généralement disponibles sous trois formes : prismatiques, de poche et cylindriques. Ils utilisent souvent deux procédés de fabrication différents : l’enroulement et l’empilage. La batterie d’empilage fait spécifiquement référence aux batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques qui utilisent le processus d’empilage.
La batterie d’empilage fonctionne sur le même principe que les batteries lithium-ion traditionnelles utilisées dans les véhicules électriques. Il se compose d’une électrode positive, d’une électrode négative, d’un séparateur et d’un électrolyte, utilisant le mouvement des ions lithium pour générer de l’électricité.
Qu’est-ce qui est le mieux : enrouler une batterie lithium-ion ou empiler une batterie lithium-ion ?
1. Comparaison de la plate-forme de décharge :
Enroulement de la batterie lithium-ion: La plate-forme de décharge des batteries lithium-ion enroulées est légèrement plus basse. En raison d’une résistance interne plus élevée et d’une polarisation plus grande, une partie de la tension est consommée dans la batterie en raison de la polarisation, ce qui entraîne une plate-forme de décharge légèrement inférieure.
Batterie lithium-ion empilable : La plate-forme de décharge des batteries lithium-ion empilables est plus élevée. Avec une résistance interne plus faible et une polarisation plus faible, la plate-forme de décharge des batteries empilables sera plus haute que celle des batteries enroulées et plus proche de la plate-forme de décharge inhérente au matériau.
Pour de nombreux appareils qui nécessitent une tension de coupure plus élevée pendant la décharge, la plate-forme de décharge plus élevéeempilage Les batteries lithium-ion seraient le choix préféré.
2. Comparaison de la densité de capacité :
Enroulement de la batterie lithium-ion : La densité de capacité des batteries lithium-ion enroulées est légèrement inférieure. Des facteurs tels que l’épaisseur des languettes, laCellule cylindriqueet les deux couches de séparateur aux extrémités occupant de l’espace peuvent empêcher l’utilisation complète de l’espace interne, ce qui entraîne une capacité volumétrique légèrement inférieure.
Batterie lithium-ion empilable : les batteries lithium-ion empilables ont une densité de capacité plus élevée. L’espace interne de la batterie est utilisé plus efficacement, ce qui se traduit par une capacité volumétrique plus élevée par rapport à la batterie d’enroulement.
La différence de capacité est plus prononcée dans les batteries avec des languettes plus épaisses (utilisation insuffisante de l’espace du côté de l’enroulement) et des languettes plus fines (espace occupé par les languettes de remontement). Cependant, pour les batteries de taille standard générale, la différence existe mais n’est peut-être pas particulièrement significative.
3. Comparaison de la densité énergétique :
Enroulement de la batterie lithium-ion : La densité énergétique de l’enroulement des batteries lithium-ion est légèrement inférieure. Cela est dû à la capacité volumétrique plus faible et à la plate-forme de décharge plus basse par rapport aux batteries empilables.
Batterie lithium-ion empilable : les batteries lithium-ion empilables ont une densité d’énergie plus élevée. La plate-forme de décharge plus élevée et la capacité volumétrique plus élevée contribuent à une densité d’énergie plus élevée par rapport aux batteries d’enroulement.
En résumé, compte tenu à la fois de la plate-forme de décharge et de la densité de capacité, l’empilage des batteries présente un avantage en termes de densité énergétique.
4. Comparaison de l’adéquation de l’épaisseur :
Batterie lithium-ion d’enroulement : les batteries d’enroulement ont une plage d’adéquation plus étroite en termes d’épaisseur. Pour les batteries ultra-minces, l’épaisseur des languettes occupe une part importante de l’espace, ce qui peut impacter la capacité de la batterie. Pour les batteries ultra-épaisses, il devient difficile de contrôler lesinueuxde bandes d’électrodes excessivement longues, et l’espace des deux côtés de la batterie ne peut pas être pleinement utilisé, ce qui entraîne une capacité réduite.
Batterie lithium-ion empilable : les batteries empilables ont une gamme plus large d’adéquation en termes d’épaisseur. Qu’il s’agisse de batteries ultra-minces ou ultra-épaisses, le processus d’empilage peut répondre à de telles exigences.
Les batteries d’enroulement n’ont pas d’avantage en termes de batteries ultra-fines ou ultra-épaisses. Cependant, il convient de noter que les batteries ultra-minces ne sont pas largement utilisées pour le moment. Pour les batteries ultra-épaisses, il est possible d’obtenir l’épaisseur souhaitée en empilant et en connectant deux batteries plus fines en parallèle (bien qu’au prix d’une capacité réduite).
5. Comparaison du contrôle de l’épaisseur :
Batterie lithium-ion d’enroulement : Il est difficile de contrôler l’épaisseur des batteries d’enroulement. En raison de la structure interne non uniforme de la cellule, des zones telles que les languettes, les extrémités du séparateur et les bords de la cellule sont sujettes à des variations d’épaisseur, ce qui entraîne des difficultés de contrôle de l’épaisseur.
Batterie lithium-ion empilable : L’empilement des batteries est plus facile à contrôler en termes d’épaisseur. La structure interne de la batterie est cohérente et l’épaisseur des différentes parties de la batterie est uniforme en conséquence, ce qui facilite le contrôle de l’épaisseur globale.
En raison des défis liés au contrôle de l’épaisseur des batteries lithium-ion d’enroulement, les considérations de conception nécessitent souvent de laisser une certaine marge dans l’épaisseur, ce qui peut entraîner une réduction de la conceptioncapacité de la batterie.
6. Comparaison de la déformation de l’épaisseur :
Batterie lithium-ion d’enroulement : Les batteries d’enroulement sont sujettes à la déformation. En raison de la structure interne non uniforme, le degré et la vitesse de réaction à l’intérieur de la cellule pendant la charge et la décharge sont inégaux. Par conséquent, pour les batteries d’enroulement plus épaisses, il existe une possibilité de déformation après des cycles de charge ou de décharge à haut débit.
Batterie lithium-ion empilable : Les batteries empilables sont moins sujettes à la déformation. Avec une structure interne uniforme et des taux de réaction constants, même les cellules épaisses sont moins susceptibles de se déformer.
C’est aussi l’une des raisons pour lesquelles les batteries d’enroulement ne sont pas adaptées pour obtenir de très grandes épaisseurs.
7. Comparaison de forme :
Batterie lithium-ion d’enroulement : Les batteries d’enroulement ont deux types de forme et se présentent généralement sous la forme de prismes rectangulaires. Ils sont limités à cette forme spécifique.
Batterie lithium-ion empilable : Les batteries empilables offrent plus de flexibilité en termes de forme. La taille de chaque électrode peut être conçue en fonction des dimensions de batterie souhaitées, ce qui permet de créer des batteries de différentes formes.
La flexibilité de la taille est un avantage évident de la technologie des batteries empilables. Cependant, sur le marché actuel, la demande de batteries non rectangulaires semble être relativement faible.
8. Comparaison des applications appropriées :
Batterie lithium-ion d’enroulement : Les batteries d’enroulement sont principalement utilisées pour les applications conventionnelles, où des batteries de forme standard sont nécessaires.
Batterie lithium-ion empilable : Les batteries empilables conviennent aux applications à haut débit, aux formes non standard et aux applications d’alimentation. Leurs performances supérieures et la possibilité de créer des batteries de différentes formes les rendent plus polyvalents en termes d’application.
En raison de la meilleure capacité de cadence et de la plus large gamme d’options en termes d’apparence et de forme, les batteries d’empilage ont un plus large éventail d’applications par rapport aux batteries d’enroulement.
9. Fendage :
Enroulement de la batterie lithium-ion : Le refendage des batteries d’enroulement est pratique et a un taux de rendement élevé. Chaque cellule ne nécessite qu’un seul refendage (machine relative :machine à refendre) pour les électrodes positive et négative, qui est relativement simple et présente une faible probabilité de produire des produits défectueux.
Batterie lithium-ion empilable : Le refendage des batteries empilables est plus complexe et a un taux de rendement plus faible. Chaque batterie se compose de plusieurs petites bandes, et chaque bande a quatre surfaces de coupe. Le processus de refendage est sujet à des défauts, tels que des coupes inégales ou des bavures, ce qui augmente considérablement la probabilité de produire des fragments d’électrode ou des bavures sur des batteries individuelles.
10. Soudage par points de la batterie :
Enroulement de la batterie lithium-ion : Le soudage par points des batteries enroulées est relativement facile. Chaque batterie ne nécessite que deux soudures par points, ce qui facilite le contrôle de la soudure (machine relative :Souder).
Batterie lithium-ion empilable : Le soudage par points des batteries empilables est plus sujet à la pseudo-soudure. Toutes les bandes d’électrodes doivent être soudées par points en un seul point, ce qui peut être difficile à réaliser et augmente le risque de soudures incomplètes.
Le contrôle de la pseudo-soudure n’est pas difficile pour la production à petite échelle. Cependant, dans la production à grande échelle, il devient difficile de surveiller et de résoudre efficacement le problème des soudures incomplètes.
