Existem três tipos principais debaterias de íon de lítio(íon-lítio): células cilíndricas, células prismáticas e células em bolsa.Na indústria de EV, os desenvolvimentos mais promissores giram em torno de células cilíndricas e prismáticas.Embora o formato da bateria cilíndrica tenha sido o mais popular nos últimos anos, vários fatores sugerem que as células prismáticas podem assumir o controle.

O que sãoCélulas Prismáticas

Acélula prismáticaé uma célula cuja química está encerrada em um invólucro rígido.Seu formato retangular permite empilhar com eficiência múltiplas unidades em um módulo de bateria.Existem dois tipos de células prismáticas: as folhas de eletrodo dentro do invólucro (ânodo, separador, cátodo) são empilhadas ou enroladas e achatadas.

Para o mesmo volume, as células prismáticas empilhadas podem liberar mais energia de uma só vez, oferecendo melhor desempenho, enquanto as células prismáticas achatadas contêm mais energia, oferecendo maior durabilidade.

As células prismáticas são utilizadas principalmente em sistemas de armazenamento de energia e veículos elétricos.Seu tamanho maior os torna maus candidatos para dispositivos menores, como bicicletas elétricas e celulares.Portanto, eles são mais adequados para aplicações com uso intensivo de energia.

O que são células cilíndricas

Acélula cilíndricaé uma célula encerrada em uma lata cilíndrica rígida.As células cilíndricas são pequenas e redondas, possibilitando empilhá-las em dispositivos de todos os tamanhos.Ao contrário de outros formatos de bateria, o seu formato evita o inchaço, um fenómeno indesejado em baterias onde os gases se acumulam no invólucro.

As células cilíndricas foram usadas pela primeira vez em laptops, que continham entre três e nove células.Eles então ganharam popularidade quando a Tesla os usou em seus primeiros veículos elétricos (o Roadster e o Modelo S), que continham entre 6.000 e 9.000 células.

Células cilíndricas também são usadas em bicicletas elétricas, dispositivos médicos e satélites.Eles também são essenciais na exploração espacial devido ao seu formato;outros formatos de células seriam deformados pela pressão atmosférica.O último Rover enviado a Marte, por exemplo, opera com células cilíndricas.Os carros de corrida elétricos de alto desempenho da Fórmula E usam exatamente as mesmas células que o rover em sua bateria.

As principais diferenças entre células prismáticas e cilíndricas

A forma não é a única coisa que diferencia as células prismáticas das cilíndricas.Outras diferenças importantes incluem o tamanho, o número de conexões elétricas e a potência.

Tamanho

As células prismáticas são muito maiores que as células cilíndricas e, portanto, contêm mais energia por célula.Para se ter uma ideia aproximada da diferença, uma única célula prismática pode conter a mesma quantidade de energia que 20 a 100 células cilíndricas.O tamanho menor das células cilíndricas significa que elas podem ser usadas para aplicações que requerem menos energia.Como resultado, eles são usados ​​para uma ampla gama de aplicações.

Conexões

Como as células prismáticas são maiores que as células cilíndricas, são necessárias menos células para atingir a mesma quantidade de energia.Isso significa que, para o mesmo volume, as baterias que utilizam células prismáticas possuem menos conexões elétricas que precisam ser soldadas.Esta é uma grande vantagem para células prismáticas porque há menos oportunidades para defeitos de fabricação.

Poder

As células cilíndricas podem armazenar menos energia que as células prismáticas, mas têm mais potência.Isto significa que as células cilíndricas podem descarregar a sua energia mais rapidamente do que as células prismáticas.A razão é que eles têm mais conexões por amp-hora (Ah).Como resultado, as células cilíndricas são ideais para aplicações de alto desempenho, enquanto as células prismáticas são ideais para otimizar a eficiência energética.

Exemplos de aplicações de baterias de alto desempenho incluem carros de corrida de Fórmula E e o helicóptero Ingenuity em Marte.Ambos exigem desempenhos extremos em ambientes extremos.

Por que as células prismáticas podem estar assumindo o controle

A indústria de EV evolui rapidamente e é incerto se as células prismáticas ou as células cilíndricas prevalecerão.No momento, as células cilíndricas estão mais difundidas na indústria de EV, mas há razões para pensar que as células prismáticas ganharão popularidade.

Primeiro, as células prismáticas oferecem uma oportunidade de reduzir custos, diminuindo o número de etapas de fabricação.Seu formato possibilita a fabricação de células maiores, o que reduz o número de conexões elétricas que precisam ser limpas e soldadas.

As baterias prismáticas também são o formato ideal para a química do fosfato de ferro-lítio (LFP), uma mistura de materiais mais baratos e acessíveis.Ao contrário de outros produtos químicos, as baterias LFP utilizam recursos que estão em todo o planeta.Eles não requerem materiais raros e caros como níquel e cobalto, que aumentam o custo de outros tipos de células.

Existem fortes sinais de que estão surgindo células prismáticas LFP.Na Ásia, os fabricantes de EV já utilizam baterias LiFePO4, um tipo de bateria LFP no formato prismático.A Tesla também afirmou que começou a usar baterias prismáticas fabricadas na China para as versões padrão de seus carros.

A química do LFP tem desvantagens importantes, entretanto.Por um lado, contém menos energia do que outros produtos químicos actualmente em utilização e, como tal, não pode ser utilizado em veículos de alto desempenho como os carros eléctricos de Fórmula 1.Além disso, os sistemas de gerenciamento de bateria (BMS) têm dificuldade em prever o nível de carga da bateria.

Você pode assistir a este vídeo para saber mais sobre oLFPquímica e por que ela está ganhando popularidade.