Co to jest komórka cylindryczna?

Komórka cylindryczna to rodzaj akumulatora ładowalnego (lub czasami pierwotnego), w którym podstawowe komponenty są zwinięte ("jelly roll") i umieszczone w sztywnym,pojemnik metalowy cylindryczny (zwykle ze stali lub aluminium)Są jednym z najczęstszych i najbardziej dojrzałych czynników kształtu baterii.

Oto ich główne cechy i cechy:

Kształt

Jak sama nazwa wskazuje, mają cylindryczny kształt, podobny do standardowej baterii AA lub AAA, ale często znacznie większy.

Skład strukturalny

Typowy ogniw cylindryczny składa się z obudowy, czapki, elektrody dodatniej, elektrody ujemnej, separatora, elektrolity, elementu ptc, uszczelnienia, zaworu bezpieczeństwa itp.obudowa akumulatora jest końcem ujemnym akumulatora, a czapka jest pozytywnym końcem.

• • Jelly Roll: Rdzeń składa się z cienkich arkuszy materiału anodowego, materiału katodowego i separatora zwiniętych razem w spiralę ("jelly roll").

  • Metalowa puszka: Rulowanie jest umieszczone w trwałym cylindrze metalowym, zapewniając doskonałą stabilność mechaniczną i ochronę.

  • Elektrolit: Płynny elektrolit wypełnia przestrzeń wewnątrz puszki i między warstwami elektrod.

  • Pozytywne (+) i ujemne (-) końce znajdują się na każdym końcu cylindru.podczas gdy końcówką ujemną jest płaska podstawa (lub odwrotnie w zależności od konstrukcji).

  • Otwór bezpieczeństwa: kluczowa funkcja zaprojektowana do pęknięcia i uwalniania ciśnienia w przypadku gromadzenia się gazu wewnętrznego z powodu przegrzania lub usterki, zapobiegająca wybuchowi.

Wspólne modele

Cylindryczne ogniwa litowo-jonowe są zazwyczaj reprezentowane przez pięć cyfr. Począwszy od lewej, pierwsze dwie cyfry wskazują średnicę baterii,trzecia i czwarta cyfry wskazują wysokość akumulatora, a piąta cyfra oznacza okrągłość.

• 18650:Najbardziej znany typ, średnica 18 mm, wysokość 65 mm, używany w laptopach, narzędziach i wczesnych pojazdach Tesli.

• 21700:~21mm średnicy, ~70mm wysokości. Coraz bardziej popularny, oferujący większą pojemność / moc niż 18650. Używany w nowszych modelach Tesli, e-cyklach, narzędziach elektrycznych.

• 26650:Często używane w zastosowaniach o większej mocy, takich jak większe latarki lub akumulatory słoneczne.

• 4680:Nowszy, większy format Tesli, zaprojektowany dla większej gęstości energii, mocy i uproszczonej produkcji.

• Pozostałe:Istnieje wiele innych rozmiarów (14500, 10440, 32650 itp.).

Zalety

• Dojrzałe i sprawdzone: Dziesięciolecia wyrafinowania produkcji prowadzą do wysokiej niezawodności i stałej jakości.
• Wytrzymały i trwały: sztywna metalowa obudowa zapewnia doskonałą wytrzymałość mechaniczną, odporność na kruszenie i ochronę.
• Doskonałe zarządzanie cieplne: Cylindryczny kształt i metal mogą skutecznie przenosić ciepło wytwarzane podczas pracy do środowiska zewnętrznego lub systemu chłodzenia.Jest to kluczowe dla wydajności i bezpieczeństwa..
• Wydajność produkcji: Istnieją silnie zautomatyzowane linie produkcyjne o dużej objętości, utrzymując stosunkowo niskie koszty.
• Standaryzacja: Standardowe rozmiary umożliwiają łatwiejszą integrację w różnych bateriach i kompatybilność między producentami.
• Bezpieczeństwo: mocna obudowa dobrze zabezpiecza wewnętrzne usterki, a otwór ciśnieniowy zapewnia kluczowe zabezpieczenie.

Wady

• Nieefektywność opakowania: po pakowaniu w prostokątny moduł/pakiet baterii, wrodzony okrągły kształt tworzy puste przestrzenie ("pustki") między ogniwami,zmniejszenie ogólnej gęstości energii objętościowejopakowaniew porównaniu z komórkami pryzmatycznymi lub workowymi.
• Kompleksowe montaż baterii: budowa dużych baterii wymaga wielu pojedynczych komórek (tysiące w EV), wraz ze złożonymi okablowaniem, paskami i połączeniami systemu zarządzania baterią (BMS).
• Waga: Metalowa obudowa zwiększa wagę w porównaniu z komórkami z workiem.
• Gradient cieplny: W bardzo dużych komórkach cylindrycznych (takich jak 4680) jednolite zarządzanie ciepłem w większym rolku żelowym może być wyzwaniem.

Ogólne zastosowania

• Pojazdy elektryczne (EV): Tesla (historycznie 18650/21700, obecnie 4680), Lucid, Rivian i inni.
• Rowery elektryczne/Skutery
• Narzędzia elektryczne(Wyroby, piły itp.)
• Komputery laptopów
• Lampy
• Przenośna elektronika
• Elektronika użytkowa (vapery itp.)
• Stacjonarne systemy magazynowania energii (ESS)

W istocie

Komórka cylindryczna to solidna, standaryzowana i niezawodna konstrukcja baterii, w której elektrody są zwinięte w spiralę i umieszczone w silnej metalowej rurze.trwałość, a dojrzała produkcja sprawia, że jest to dominujący wybór, zwłaszcza w zastosowaniach wymagających dużej mocy i niezawodności, pomimo pewnych nieefektywności opakowań.Duża zależność Tesli od nich w zakresie pojazdów elektrycznych znacząco zwiększyła ich popularność w ostatnich latach..