1. ما هو ملفبطارية ليثيوم أسطوانية?

1).تعريف البطارية الاسطوانية

تنقسم بطاريات الليثيوم الأسطوانية إلى أنظمة مختلفة من فوسفات حديد الليثيوم ، وأكسيد الكوبالت الليثيوم ، ومنغنات الليثيوم ، والكوبالت والمنغنيز الهجين ، والمواد الثلاثية.ينقسم الغلاف الخارجي إلى نوعين: قشرة فولاذية وبوليمر.أنظمة المواد المختلفة لها مزايا مختلفة.في الوقت الحاضر ، الأسطوانات عبارة عن بطاريات فوسفات حديد الليثيوم أسطوانية ذات غلاف فولاذي ، والتي تتميز بالقدرة العالية ، والجهد الناتج العالي ، وأداء دورة الشحن والتفريغ الجيد ، والجهد الناتج المستقر ، والتفريغ الحالي الكبير ، والأداء الكهروكيميائي المستقر ، والاستخدام الآمن ، نطاق درجة حرارة تشغيل واسع ، وصديق للبيئة ، ويستخدم على نطاق واسع في المصابيح الشمسية ، ومصابيح الحديقة ، والطاقة الاحتياطية ، والأدوات الكهربائية ، ونماذج الألعاب.

2).هيكل بطارية أسطواني

يتضمن هيكل البطارية الأسطوانية النموذجية: الغلاف ، الغطاء ، القطب الموجب ، القطب السالب ، الفاصل ، المنحل بالكهرباء ، عنصر PTC ، الحشية ، صمام الأمان ، إلخ. بشكل عام ، علبة البطارية هي القطب السالب للبطارية ، الغطاء هو القطب قطب كهربائي موجب للبطارية ، وحالة البطارية مصنوعة من صفيحة فولاذية مطلية بالنيكل.

3).مزايا بطاريات الليثيوم الاسطوانية

بالمقارنة مع العبوات اللينة وبطاريات الليثيوم المربعة ، تتمتع بطاريات الليثيوم الأسطوانية بأطول وقت للتطوير ، وتوحيد أعلى ، وتكنولوجيا أكثر نضجًا ، وإنتاجية عالية وتكلفة منخفضة.

· تكنولوجيا إنتاج ناضجة ، تكلفة منخفضة للحزمة ، إنتاجية عالية للبطارية ، وأداء جيد في تبديد الحرارة
· شكلت البطاريات الأسطوانية سلسلة من المواصفات والنماذج القياسية الموحدة دوليًا بتقنية ناضجة ومناسبة للإنتاج الضخم المستمر.
· الأسطوانة لها مساحة سطح كبيرة محددة وتأثير جيد في تبديد الحرارة.
البطاريات الأسطوانية هي بطاريات مغلقة بشكل عام ، ولا توجد مشاكل في الصيانة أثناء الاستخدام.
· يتميز غلاف البطارية بجهد تحمل عالٍ ، ولن تكون هناك ظواهر مثل توسع بطارية العبوة المربعة والمرنة أثناء الاستخدام.

4).مادة الكاثود البطارية الأسطوانية

في الوقت الحاضر ، تشتمل مواد كاثود البطارية الأسطوانية التجارية السائدة بشكل أساسي على أكسيد الكوبالت الليثيوم (LiCoO2) ، وأكسيد منغنيز الليثيوم (LiMn2O4) ، والثالث (NMC) ، وفوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) ، وما إلى ذلك. البطاريات ذات أنظمة المواد المختلفة لها خصائص مختلفة هم كالآتي:

5）.مادة الأنود للبطارية الأسطوانية

تنقسم مواد أنود البطارية الأسطوانية تقريبًا إلى ستة أنواع: مواد أنود الكربون ، ومواد أنود سبيكة ، ومواد أنود قائمة على القصدير ، ومواد أنود معدنية انتقالية تحتوي على الليثيوم ، ومواد ذات مستوى نانو ، ومواد أنود نانوية.

· مواد أنود مادة الكربون النانوية: مواد الأنود التي تم استخدامها فعليًا في بطاريات أيونات الليثيوم هي في الأساس مواد كربونية ، مثل الجرافيت الاصطناعي ، والجرافيت الطبيعي ، والكريات الدقيقة الكربونية متوسطة الطور ، وكوك البترول ، وألياف الكربون ، وراتنج الكربون بالتحلل الحراري ، وما إلى ذلك.
· مواد سبائك الأنود: وتشمل السبائك القائمة على القصدير ، والسبائك القائمة على السيليكون ، والسبائك الجرمانيوم ، والسبائك القائمة على الألمنيوم ، والسبائك القائمة على الأنتيمون ، والسبائك القائمة على المغنيسيوم والسبائك الأخرى.لا يوجد حاليا أي منتجات تجارية.
· مواد الأنود القائمة على القصدير: يمكن تقسيم مواد الأنود القائمة على القصدير إلى أكاسيد القصدير وأكاسيد مركبة أساسها القصدير.يشير الأكسيد إلى أكسيد معدن القصدير في حالات تكافؤ مختلفة.لا يوجد حاليا أي منتجات تجارية.
· لا توجد منتجات تجارية لمواد أنود نيتريد الفلز الانتقالي المحتوية على الليثيوم.
· المواد النانوية: الأنابيب النانوية الكربونية ، مواد السبائك النانوية.
· مادة النانو أنود: مادة أكسيد النانو

2. خلايا بطارية الليثيوم أسطواني

1）.العلامة التجارية لبطاريات الليثيوم أيون الأسطوانية

تعتبر بطاريات الليثيوم الأسطوانية أكثر شيوعًا بين شركات بطاريات الليثيوم في اليابان وكوريا الجنوبية.هناك أيضًا شركات كبيرة الحجم في الصين تنتج بطاريات ليثيوم أسطوانية.تم اختراع أقدم بطارية ليثيوم أسطوانية في عام 1992 من قبل شركة سوني اليابانية.

ماركات بطاريات الليثيوم أيون الأسطوانية المعروفة: Sony ، Panasonic ، Sanyo ، Samsung ، LG ، BAK ، Lishen ، إلخ.

2）.أنواع بطاريات الليثيوم أيون الأسطوانية

عادةً ما يتم تمثيل بطاريات الليثيوم أيون الأسطوانية بخمسة أرقام.بالعد من اليسار ، يشير الرقمان الأول والثاني إلى قطر البطارية ، ويشير الرقمان الثالث والرابع إلى ارتفاع البطارية ، ويشير الرقم الخامس إلى الدائرة.هناك أنواع عديدة من بطاريات الليثيوم الأسطوانية ، والأكثر شيوعًا هي 10400 ، 14500 ، 16340 ، 18650 ، 21700 ، 26650 ، 32650 ، إلخ.

بطارية ①10440

بطارية 10440 عبارة عن بطارية ليثيوم يبلغ قطرها 10 مم وارتفاعها 44 مم.إنه بنفس حجم ما نسميه غالبًا "لا.7 بطارية ".سعة البطارية صغيرة بشكل عام ، فقط بضع مئات من مللي أمبير في الساعة.تستخدم بشكل رئيسي في المنتجات الإلكترونية المصغرة.مثل المصابيح الكاشفة ومكبرات الصوت الصغيرة ومكبرات الصوت وما إلى ذلك.

بطارية ②14500

البطارية 14500 هي بطارية ليثيوم يبلغ قطرها 14 ملم وارتفاعها 50 ملم.هذه البطارية بشكل عام 3.7 فولت أو 3.2 فولت.السعة الاسمية صغيرة نسبيًا ، أكبر قليلاً من بطارية 10440.إنها 1600 مللي أمبير بشكل عام ، مع أداء تفريغ فائق ومجال التطبيق الأكثر استخدامًا ، وأهمها الإلكترونيات الاستهلاكية ، مثل الصوت اللاسلكي ، والألعاب الكهربائية ، والكاميرات الرقمية ، وما إلى ذلك.

بطارية ③16340

بطارية 16340 هي بطارية ليثيوم يبلغ قطرها 16 ملم وارتفاعها 34 ملم.تُستخدم هذه البطارية في المصابيح الكهربائية القوية ، والمصابيح الكهربائية LED ، والمصابيح الأمامية ، وأضواء الليزر ، وتركيبات الإضاءة ، وما إلى ذلك غالبًا.

بطارية ④18650

بطارية 18650 هي بطارية ليثيوم يبلغ قطرها 18 ملم وارتفاعها 65 ملم.أكبر ميزة لها هي أنها تتمتع بكثافة طاقة عالية جدًا ، تصل تقريبًا إلى 170 واط / كجم.لذلك ، تعد هذه البطارية بطارية فعالة من حيث التكلفة نسبيًا.عادةً ما تكون معظم البطاريات التي أراها من هذا النوع من البطاريات ، لأنها بطاريات ليثيوم ناضجة نسبيًا ، بجودة نظام جيدة وثبات في جميع الجوانب ، وتستخدم على نطاق واسع في التطبيقات التي تبلغ سعتها البطاريات حوالي 10 كيلو وات في الساعة ، كما هو الحال في الهاتف المحمول الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الصغيرة الأخرى.

⑤ بطارية 21700

البطارية 21700 هي بطارية ليثيوم يبلغ قطرها 21 مم وارتفاعها 70 مم.نظرًا لزيادة حجمها واستخدام المساحة ، يمكن تحسين كثافة الطاقة لخلية البطارية والنظام ، وكثافة الطاقة الحجمية أعلى بكثير من 18650 نوع البطاريات المستخدمة على نطاق واسع في السيارات الرقمية والكهربائية والمركبات المتوازنة وليثيوم الطاقة الشمسية مصابيح شوارع للبطارية ، مصابيح LED ، أدوات كهربائية ، إلخ.

⑥ 26650 بطارية

البطارية 26650 هي بطارية ليثيوم يبلغ قطرها 26 مم وارتفاعها 65 مم.يبلغ جهدها الاسمي 3.2 فولت وقدرة اسمية 3200 مللي أمبير في الساعة.تتمتع هذه البطارية بقدرة ممتازة وثبات عالٍ وأصبحت تدريجيًا اتجاهًا لاستبدال بطارية 18650.ستفضل العديد من المنتجات في بطاريات الطاقة هذا تدريجياً.

بطارية 32650 ين

بطارية 32650 هي بطارية ليثيوم يبلغ قطرها 32 مم وارتفاعها 65 مم.تتمتع هذه البطارية بقدرة تفريغ مستمرة قوية ، لذا فهي أكثر ملاءمة للألعاب الكهربائية وإمدادات الطاقة الاحتياطية وبطاريات UPS وأنظمة توليد طاقة الرياح وأنظمة توليد الطاقة الهجينة بالطاقة الشمسية والرياح.

3. تطوير سوق بطاريات الليثيوم الأسطوانية

يأتي التقدم التكنولوجي لبطاريات الليثيوم أيون الأسطوانية بشكل أساسي من تطوير الأبحاث المبتكرة وتطبيق مواد البطاريات الرئيسية.سيؤدي تطوير مواد جديدة إلى زيادة تحسين أداء البطارية وتحسين الجودة وخفض التكاليف وتحسين السلامة.من أجل تلبية متطلبات تطبيقات المصب لزيادة الطاقة المحددة للبطارية ، من ناحية ، يمكن استخدام المواد ذات السعة المحددة العالية ، ومن ناحية أخرى ، يمكن استخدام المواد عالية الجهد عن طريق زيادة جهد الشحن.

تم تطوير بطاريات الليثيوم أيون الأسطوانية من 14500 إلى بطاريات تسلا 21700.في التطوير على المدى القريب والمتوسط ​​، مع تحسين النظام الحالي لتكنولوجيا بطارية طاقة الليثيوم أيون لتلبية احتياجات التطوير واسعة النطاق لمركبات الطاقة الجديدة ، لتطوير بطاريات طاقة ليثيوم أيون جديدة للتركيز على تحسين التقنيات الرئيسية مثل السلامة والاتساق وطول العمر ، وإجراء البحوث المستقبلية وتطوير بطاريات طاقة النظام الجديدة في نفس الوقت.

للتطوير على المدى المتوسط ​​إلى الطويل لبطاريات الليثيوم أيون الأسطوانية ، مع الاستمرار في تحسين بطاريات طاقة الليثيوم أيون الجديدة وترقيتها ، ركز على البحث والتطوير لبطاريات طاقة جديدة للنظام ، مما يزيد بشكل كبير من الطاقة المحددة ويقلل من التكاليف ، لذلك لتحقيق بطاريات الطاقة العملية والواسعة النطاق لتطبيق النظام الجديد.

4. مقارنة بطارية ليثيوم أسطوانية وبطارية ليثيوم مربعة

1）.شكل البطارية: يمكن تصميم الحجم المربع بشكل تعسفي ، لكن لا يمكن مقارنة البطارية الأسطوانية.

2）.خصائص المعدل: الحد من عملية اللحام بالبطارية الأسطوانية للأذن متعددة الأطراف ، تكون خاصية المعدل أسوأ قليلاً من تلك الخاصة بالبطارية متعددة الأطراف المربعة.

3）.منصة التفريغ: تتبنى بطارية الليثيوم نفس مواد القطب الموجب والسالب والإلكتروليت.من الناحية النظرية ، يجب أن تكون منصة التفريغ هي نفسها ، لكن منصة التفريغ في بطارية الليثيوم المربعة أعلى قليلاً.

4）.جودة المنتج: تعتبر عملية تصنيع البطارية الأسطوانية ناضجة نسبيًا ، ولقطعة العمود احتمالية منخفضة لعيوب الحز الثانوية ، كما أن عملية النضج والتشغيل الآلي لعملية اللف مرتفعة نسبيًا.لا تزال عملية التصفيح شبه يدوية ، حيث أن جودة البطارية لها تأثير سلبي.

5）.لحام العروة: عروات البطارية الأسطوانية أسهل في اللحام من بطاريات الليثيوم المربعة ؛بطاريات الليثيوم المربعة عرضة للحام الزائف الذي يؤثر على جودة البطارية.

6）.العبوة في مجموعات: البطاريات الأسطوانية أسهل في الاستخدام ، لذا فإن تقنية PACK بسيطة وتأثير تبديد الحرارة جيد ؛يجب حل مشكلة تبديد الحرارة عند حزم بطارية الليثيوم المربعة.

7）.الميزات الهيكلية: النشاط الكيميائي في زوايا بطارية الليثيوم المربعة ضعيف ، كما أن كثافة الطاقة للبطارية يمكن تخفيفها بسهولة بعد الاستخدام طويل الأمد ، وعمر البطارية قصير.

5. مقارنة بطارية الليثيوم الأسطوانية وبطارية الليثيوم حزمة لينة

1）.أداء السلامة للبطارية الناعمة أفضل.يتم تعبئة بطارية الحزمة الناعمة بغشاء من الألومنيوم والبلاستيك في الهيكل.عند حدوث مشكلة تتعلق بالسلامة ، تنتفخ البطارية الناعمة وتتشقق بشكل عام ، بدلاً من الانفجار مثل غلاف فولاذي أو خلية بطارية من غلاف الألومنيوم.؛إنها أفضل من بطارية الليثيوم الأسطوانية في أداء السلامة.

2）.وزن بطارية العبوة اللينة خفيف نسبيًا ، ووزن بطارية العبوة اللينة أخف بنسبة 40٪ من بطارية الليثيوم ذات الغلاف الفولاذي بنفس السعة ، و 20٪ أخف من بطارية الليثيوم ذات غلاف الألومنيوم الأسطواني ؛المقاومة الداخلية لبطارية العبوة اللينة أصغر من مقاومة بطارية الليثيوم ، والتي يمكن أن تقلل إلى حد كبير من الاستهلاك الذاتي للبطارية ؛

3）.أداء دورة بطارية الحزمة الناعمة جيد ، وعمر دورة بطارية الحزمة الناعمة أطول ، والتخفيف من 100 دورة أقل بنسبة 4٪ إلى 7٪ من بطارية غلاف الألمنيوم الأسطواني ؛

4）.تصميم البطارية اللينة أكثر مرونة ، ويمكن تغيير الشكل إلى أي شكل ، ويمكن أن يكون أرق.يمكن تخصيصها وفقًا لاحتياجات العملاء وتطوير نماذج خلايا بطارية جديدة.لا تحتوي بطارية الليثيوم الأسطوانية على هذا الشرط.

5）.بالمقارنة مع بطارية الليثيوم الأسطوانية ، فإن عيوب بطارية الحزمة الناعمة هي قلة الاتساق ، وارتفاع التكلفة ، وتسرب السائل.يمكن حل التكلفة العالية عن طريق الإنتاج على نطاق واسع ، ويمكن حل تسرب السائل عن طريق تحسين جودة فيلم الألومنيوم البلاستيكي.