Hiru mota nagusi daudelitio-ioizko bateriak(li-ioia): zelula zilindrikoak, zelula prismatikoak eta poltsa-zelulak. Ibilgailu elektrikoen industrian, garapen itxaropentsuenak zelula zilindriko eta prismatikoen inguruan dabiltza. Bateria zilindrikoen formatua izan da azken urteotan ezagunena, baina hainbat faktorek iradokitzen dute zelula prismatikoek gailentasuna har dezaketela.

Zer dira?Zelula prismatikoak

Azelula prismatikoaKarkasa zurrun batean bildutako kimika duen zelula bat da. Bere forma angeluzuzenak hainbat unitate eraginkortasunez pilatzea ahalbidetzen du bateria-modulu batean. Bi motatako zelula prismatikoak daude: karkasaren barruko elektrodo-xaflak (anodoa, bereizgailua, katodoa) pilatuta edo biribilkatuta eta laututa daude.

Bolumen berdinerako, pilatutako zelula prismatikoek energia gehiago askatu dezakete aldi berean, errendimendu hobea eskainiz, eta zelula prismatiko lauek, berriz, energia gehiago dute, iraunkortasun handiagoa eskainiz.

Zelula prismatikoak batez ere energia biltegiratzeko sistemetan eta ibilgailu elektrikoetan erabiltzen dira. Tamaina handiagoek hautagai txarrak bihurtzen dituzte bizikleta elektrikoak eta telefono mugikorrak bezalako gailu txikiagoetarako. Beraz, energia asko kontsumitzen duten aplikazioetarako egokiagoak dira.

Zer dira zelula zilindrikoak?

Azelula zilindrikoazilindro-lata zurrun batean sartutako zelula bat da. Zelula zilindrikoak txikiak eta biribilak dira, tamaina guztietako gailuetan pilatzea ahalbidetuz. Beste bateria-formatu batzuek ez bezala, haien formak hantura eragozten du, baterietan nahi ez den fenomenoa, non gasak karkasan pilatzen diren.

Pila zilindrikoak lehen aldiz ordenagailu eramangarrietan erabili ziren, hiru eta bederatzi zelula artean zituztenak. Geroago, Teslak bere lehen ibilgailu elektrikoetan (Roadster eta Model S) erabili zituenean ospea hartu zuten, 6.000 eta 9.000 zelula artean zituztenak.

Zelula zilindrikoak bizikleta elektrikoetan, gailu medikoetan eta sateliteetan ere erabiltzen dira. Espazioaren esplorazioan ere ezinbestekoak dira, beren formagatik; beste zelula formatu batzuk presio atmosferikoaren ondorioz deformatuko lirateke. Martera bidalitako azken Roverrak, adibidez, zelula zilindrikoak erabiltzen ditu. E Formulako errendimendu handiko lasterketa-auto elektrikoek roverraren zelula berberak erabiltzen dituzte baterian.

Zelula prismatiko eta zilindrikoen arteko desberdintasun nagusiak

Forma ez da zelula prismatikoak eta zilindrikoak bereizten dituen gauza bakarra. Beste desberdintasun garrantzitsu batzuk tamaina, konexio elektriko kopurua eta irteerako potentzia dira.

Tamaina

Zelula prismatikoak zelula zilindrikoak baino askoz handiagoak dira eta, beraz, energia gehiago dute zelula bakoitzeko. Aldearen ideia orokor bat emateko, zelula prismatiko bakar batek 20 eta 100 zelula zilindrikoren energia kopuru bera izan dezake. Zelula zilindrikoen tamaina txikiagoak esan nahi du potentzia gutxiago behar duten aplikazioetarako erabil daitezkeela. Ondorioz, aplikazio sorta zabalago baterako erabiltzen dira.

Konexioak

Zelula prismatikoak zilindrikoak baino handiagoak direnez, zelula gutxiago behar dira energia kopuru bera lortzeko. Horrek esan nahi du bolumen berarentzat, zelula prismatikoak erabiltzen dituzten bateriek soldatu beharreko konexio elektriko gutxiago dituztela. Abantaila handia da hau zelula prismatikoentzat, fabrikazio akats gutxiago izateko aukera baitago.

Potentzia

Zelula zilindrikoek zelula prismatikoek baino energia gutxiago biltegiratu dezakete, baina potentzia gehiago dute. Horrek esan nahi du zelula zilindrikoek beren energia azkarrago deskargatu dezaketela prismatikoek baino. Arrazoia da ampere-orduko (Ah) konexio gehiago dituztela. Ondorioz, zelula zilindrikoak aproposak dira errendimendu handiko aplikazioetarako, eta zelula prismatikoak, berriz, energia-eraginkortasuna optimizatzeko.

Errendimendu handiko baterien aplikazioen adibideen artean daude E Formulako lasterketa-autoak eta Marteko Ingenuity helikopteroa. Bietako batek muturreko errendimendua behar du muturreko inguruneetan.

Zergatik zelula prismatikoek hartzen ari diren nagusitasuna

Ibilgailu elektrikoen industria azkar eboluzionatzen ari da, eta ez dago argi zelula prismatikoak edo zilindrikoak nagusituko diren. Momentuz, zelula zilindrikoak zabalduago daude ibilgailu elektrikoen industrian, baina badaude arrazoiak pentsatzeko zelula prismatikoak gero eta ezagunagoak izango direla.

Lehenik eta behin, zelula prismatikoek kostuak murrizteko aukera eskaintzen dute fabrikazio-urratsen kopurua murriztuz. Haien formatuak zelula handiagoak fabrikatzea ahalbidetzen du, eta horrek garbitu eta soldatu behar diren konexio elektrikoen kopurua murrizten du.

Bateria prismatikoak litio-burdin fosfato (LFP) kimikarako formatu aproposa dira, material merkeago eta eskuragarriagoen nahasketa bat. Beste kimika batzuek ez bezala, LFP bateriek planetako nonahi dauden baliabideak erabiltzen dituzte. Ez dute nikel eta kobalto bezalako material arraro eta garestirik behar, beste zelula mota batzuen kostua igotzen baitute.

Seinale sendoak daude LFP zelula prismatikoak sortzen ari direla. Asian, ibilgailu elektrikoen fabrikatzaileek LiFePO4 bateriak erabiltzen dituzte dagoeneko, formatu prismatikoko LFP bateria mota bat. Teslak ere adierazi du Txinan fabrikatutako bateria prismatikoak erabiltzen hasi dela bere autoen gama estandarreko bertsioetarako.

LFP kimikak alde txar garrantzitsuak ditu, ordea. Batetik, gaur egun erabiltzen diren beste kimika batzuek baino energia gutxiago dauka eta, beraz, ezin da erabili 1 Formulako auto elektrikoak bezalako errendimendu handiko ibilgailuetan. Gainera, bateria kudeatzeko sistemek (BMS) zailtasunak dituzte bateriaren karga-maila aurreikusteko.

Bideo hau ikus dezakezu honi buruz gehiago jakitekoLFPkimika eta zergatik ari den gero eta ezagunagoa.