Connaissez-vous ces connaissances des batteries lithium cylindriques ?

Les batteries au lithium cylindriques sont divisées en différents systèmes de phosphate de fer au lithium, de cobaltate de lithium, de manganate de lithium, de cobalt et de manganèse mixtes et de matériaux ternaires. La coque est divisée en deux types : coque en acier et polymère. Différents systèmes de matériaux présentent différents avantages.

Liste des modèles cylindriques de batterie au lithium

A. Qu'est-ce qu'une pile au lithium cylindrique ?

1、Définition de la batterie cylindrique

Les batteries au lithium cylindriques sont divisées en différents systèmes de phosphate de fer au lithium, de cobaltate de lithium, de manganate de lithium, de cobalt et de manganèse mixtes et de matériaux ternaires. La coque est divisée en deux types : coque en acier et polymère. Différents systèmes de matériaux présentent différents avantages. À l'heure actuelle, le cylindre est principalement une batterie au lithium-fer-phosphate cylindrique à coque en acier. Les performances de cette batterie sont une capacité élevée, une tension de sortie élevée, de bonnes performances de cycle de charge et de décharge, une tension de sortie stable, une décharge à courant élevé, des performances électrochimiques stables, une utilisation sûre, une large plage de températures de travail et un respect de l'environnement. Il est largement utilisé dans les lampes solaires, les lampes à gazon, les sources d'énergie de secours, les outils électriques et les modèles de jouets.

2, structure cellulaire cylindrique

Une batterie cylindrique typique a une structure comprenant un boîtier, un capuchon, une électrode positive, une électrode négative, un séparateur, un électrolyte, un élément PTC, un joint, une soupape de sécurité, etc. Généralement, la coque de la batterie est l'électrode négative de la batterie, le capuchon est l'électrode positive de la batterie et la coque de la batterie est en tôle d'acier nickelée.

3. Avantages des batteries au lithium cylindriques

Par rapport à la batterie au lithium polymère et carrée, la batterie au lithium cylindrique a le temps de développement le plus long, un degré de normalisation plus élevé, une technologie plus mature, un rendement élevé et un faible coût.

• Processus de production mature, faible coût PACK, rendement élevé des produits de batterie, bonne performance de dissipation thermique
• Les batteries cylindriques ont formé une série de spécifications et de modèles standard unifiés au niveau international, une technologie mature, adaptée à une production continue à grande échelle.
• La surface spécifique du cylindre est grande et l'effet de dissipation thermique est bon.
• Les batteries cylindriques sont généralement des batteries étanches, et il n'y a pas de problèmes d'entretien lors de l'utilisation.
• La coque de la batterie a une résistance élevée à la pression et il n'y aura pas de phénomènes tels que l'expansion de la batterie carrée ou souple pendant l'utilisation.

4. Matériau de cathode de batterie cylindrique

À l'heure actuelle, les principaux matériaux de cathode de batterie cylindrique commerciale sont principalement l'oxyde de cobalt de lithium (LiCoO2), le manganate de lithium (LiMn2O4), le ternaire (NMC), le phosphate de fer au lithium (LiFePO4), etc., différentes batteries de systèmes de matériaux ont des caractéristiques différentes, par rapport à suit :

5、Matériaux d'anode pour batteries cylindriques

Les matériaux d'anode de batterie cylindrique sont grossièrement divisés en six types : les matériaux d'anode en carbone, les matériaux d'anode en alliage, les matériaux d'anode à base d'étain, les matériaux d'anode en nitrure de métal de transition contenant du lithium, les matériaux à l'échelle nanométrique et les matériaux à nano-anode.

• Matériaux d'anode en nanomatériaux de carbone : à l'heure actuelle, les matériaux d'anode qui ont été réellement utilisés dans les batteries lithium-ion sont essentiellement des matériaux en carbone, tels que le graphite artificiel, le graphite naturel, les microsphères de carbone mésophase, le coke de pétrole, la fibre de carbone, le carbone de résine pyrolytique, etc.
• Matériaux d'anode à base d'alliages : y compris les alliages à base d'étain, les alliages à base de silicium, les alliages à base de germanium, les alliages à base d'aluminium, les alliages à base d'antimoine, les alliages à base de magnésium et d'autres alliages, et il n'existe actuellement aucun produit commercial.
• Matériaux d'anode à base d'étain : Les matériaux d'anode à base d'étain peuvent être divisés en oxydes d'étain et en oxydes composites à base d'étain. L'oxyde fait référence à un oxyde d'étain métallique dans divers états de valence. Il n'y a actuellement aucun produit commercial.
• Matériaux d'anode de nitrure de métal de transition contenant du lithium, il n'y a pas de produit commercial à l'heure actuelle.
• Matériaux nanométriques : nanotubes de carbone, matériaux nano-alliés.
• Matériaux nano-anodes : matériaux nano-oxydes

B. Cellule de batterie au lithium cylindrique

1. Marque de noyau de batterie lithium-ion cylindrique

Les batteries au lithium cylindriques sont plus populaires au Japon et en Corée du Sud, et il existe également de grandes entreprises en Chine qui produisent des batteries au lithium cylindriques. La première batterie au lithium cylindrique a été inventée par la société japonaise SONY en 1992.

Marques de cellules lithium-ion cylindriques bien connues : Sony, Panasonic, Sanyo, Samsung, LG, Wanxiang A123, Bick, Lishen, CATL, Gove, EVE, etc.

2. Types de cellules lithium-ion cylindriques

Le noyau de la batterie lithium-ion cylindrique est généralement représenté par le chiffre 5. À partir de la gauche, les premier et deuxième chiffres font référence au diamètre de la pile, les troisième et 4 chiffres font référence à la hauteur de la pile et le cinquième chiffre représente le cercle. Il existe de nombreux types de batteries au lithium cylindriques, les plus courantes sont les 10400, 14500, 16340, 18650, 21700, 26650, 32650, 32140, 33140, etc.

① Batterie 10440

La batterie 10440 est une sorte de batterie au lithium d'un diamètre de 10 mm et d'une hauteur de 44 mm. C'est la même que la taille que nous appelons souvent "batterie n°7". La capacité de la batterie est généralement très faible, seulement quelques centaines de mAh, et est principalement utilisée dans les mini-produits électroniques. Par exemple, lampes de poche, mini haut-parleurs, haut-parleurs, etc.

② Batterie 14500

La batterie 14500 est une sorte de batterie au lithium d'un diamètre de 14 mm et d'une hauteur de 50 mm. Cette batterie est généralement de 3,7V ou 3,2V. La capacité nominale est relativement faible, un peu plus grande que les batteries 10440, généralement 1600mAh, avec des performances de décharge supérieures. Les principaux domaines d'application sont l'électronique grand public, tels que l'audio sans fil, les jouets électriques, les appareils photo numériques, etc.

③ Batterie 16340

La batterie 16340 est une sorte de batterie au lithium d'un diamètre de 16 mm et d'une hauteur de 34 mm. Ce type de batterie est souvent utilisé dans les lampes de poche puissantes, les lampes de poche à LED, les phares, les lampes laser, les lampes d'éclairage, etc. en raison de sa hauteur plus courte et de sa capacité pas très petite.

④ Batterie 18650

La batterie 18650 est une sorte de batterie au lithium d'un diamètre de 18 mm et d'une hauteur de 65 mm. Sa plus grande caractéristique est qu'il a une densité d'énergie très élevée, atteignant près de 170 WHr/kg. Par conséquent, ce type de batterie est une batterie avec de bonnes performances de coût. La plupart des batteries que nous voyons souvent en temps ordinaire sont ce type de batterie, car il s'agit d'une batterie au lithium relativement mature avec une stabilité de bonne qualité dans tous les aspects et est largement applicable aux occasions de capacité de batterie d'environ 10 kW heures, par exemple, sur de petits appareils. comme les téléphones portables et les ordinateurs portables.

⑤ Batterie 21700

La batterie 21700 est une sorte de batterie au lithium d'un diamètre de 21 mm et d'une hauteur de 70 mm. Parce que son volume augmente, le taux d'utilisation de l'espace devient plus grand, la densité d'énergie de la cellule de batterie et du système peut être améliorée, et sa densité d'énergie volumique est bien supérieure à celle de la batterie 18650. Il est largement utilisé dans les véhicules numériques, électriques, les véhicules d'équilibre, les lampadaires à batterie au lithium à énergie solaire, les lampes à LED, les outils électriques, etc.

⑥ Batterie 26650

La batterie 26650 est une batterie au lithium d'un diamètre de 26 mm et d'une hauteur de 65 mm, avec une tension nominale de 3,2 V et une capacité nominale de 3200 mAh. Cette batterie a les caractéristiques d'une excellente capacité et d'une grande cohérence, et est progressivement devenue une tendance à remplacer les batteries 18650. De nombreux produits en batteries de puissance vont progressivement la privilégier.

⑦ Batterie 32650

La batterie 32650 est une sorte de batterie au lithium d'un diamètre de 32 mm et d'une hauteur de 65 mm. Ce type de batterie a une forte capacité de décharge continue, il est donc plus adapté aux jouets électriques, à l'alimentation de secours, à la batterie ups, au système de production d'énergie éolienne et au système de production d'énergie complémentaire éolien-solaire.

⑧ Batterie 32140

La grande batterie cylindrique tous pôles 32140 est une batterie à haute densité d'énergie et à faible coût. L'utilisation d'une structure d'oreille à pôle complet résout le problème des performances de débit insuffisantes des batteries cylindriques traditionnelles et offre une large perspective sur le futur marché des véhicules à énergie nouvelle.

⑨ETC

C. Développement du marché des batteries au lithium cylindriques

Le progrès technologique des batteries lithium-ion cylindriques provient principalement de la recherche innovante et de l'application de matériaux de batterie clés. Grâce au développement de nouveaux matériaux, les performances de la batterie sont encore améliorées, la qualité est améliorée, le coût est réduit et la sécurité est améliorée. Afin de répondre aux exigences des applications en aval pour l'amélioration énergétique spécifique de la batterie, d'une part, en utilisant des matériaux à haute capacité spécifique, d'autre part, en augmentant la tension de charge, des matériaux haute tension peuvent être utilisés.

Dans le développement de batteries lithium-ion cylindriques à court et moyen terme, tout en optimisant la technologie de batterie de puissance lithium-ion du système existant pour répondre aux besoins du développement à grande échelle de nouveaux véhicules à énergie, en se concentrant sur le développement de nouveaux lithium- batteries d'alimentation ionique, améliorant leur sécurité, leur cohérence et leur durée de vie et d'autres technologies clés, mènent simultanément des recherches et développements tournés vers l'avenir de nouvelles batteries d'alimentation système.

Pour le développement à moyen et long terme des batteries lithium-ion cylindriques, tout en optimisant et en améliorant continuellement les nouvelles batteries de puissance lithium-ion, l'accent est mis sur le développement de nouvelles batteries de puissance système, améliorant considérablement l'énergie spécifique, réduisant considérablement les coûts, et réaliser l'application pratique et à grande échelle des nouvelles batteries d'alimentation du système.

D. Batterie au lithium cylindrique et comparaison de batterie au lithium carrée

1. Forme de la batterie : la taille carrée peut être arbitrairement conçue, tandis que les batteries cylindriques ne peuvent pas être comparées.

2. Caractéristiques de débit : limitations du processus multipolaire de soudage par batterie cylindrique, caractéristiques de débit légèrement inférieures à celles de la batterie multipolaire carrée.

3. Plate-forme de décharge: batteries au lithium utilisant les mêmes matériaux et électrolyte positifs et négatifs, théoriquement parlant, la plate-forme de décharge devrait être la même, mais la plate-forme de décharge dans la batterie au lithium carrée est légèrement plus élevée.

4. Qualité du produit : le processus de fabrication de la batterie cylindrique est relativement mature, la probabilité que la pièce polaire présente le deuxième défaut de coupe est faible, et la maturité et le degré d'automatisation du processus d'enroulement sont relativement élevés.

5. Soudage d'oreille : l'oreille de batterie cylindrique est plus facile à souder que la batterie au lithium carrée ; La batterie au lithium carrée est facile à produire une soudure virtuelle pour affecter la qualité de la batterie.

Groupe 6.PACK: les batteries cylindriques sont plus faciles à utiliser, la technologie PACK est donc simple et l'effet de dissipation thermique est bon; La batterie au lithium carrée devrait résoudre le problème de la dissipation de la chaleur.

7. caractéristiques structurelles: coin de batterie au lithium carré de faible activité chimique, utilisation à long terme de la densité d'énergie de la batterie est facile à décomposer, durée de vie de la batterie plus courte.

E. Comparaison des batteries au lithium cylindriques et des batteries au lithium polymère

1. La batterie polymère a de bonnes performances de sécurité. La batterie polymère est emballée avec une structure en film aluminium-plastique. Lorsqu'un problème de sécurité survient, la batterie polymère explose et se fissure généralement, au lieu d'exploser comme une batterie à coque en acier ou en aluminium. Les performances de sécurité sont supérieures aux batteries au lithium cylindriques.

2. Le poids de la batterie polymère est relativement léger. Le poids de la batterie polymère est 40 % plus léger que celui de la batterie au lithium à coque en acier de même capacité et 20 % plus léger que celui de la batterie au lithium à coque cylindrique en aluminium. La résistance interne est faible et la résistance interne de la batterie polymère est inférieure à celle de la batterie au lithium, ce qui peut réduire considérablement l'autoconsommation de la batterie.

3. La batterie polymère a de bonnes performances de cycle, la durée de vie de la batterie polymère est plus longue et l'atténuation de 100 cycles est de 4% ~ 7% inférieure à celle de la batterie à coque cylindrique en aluminium;

4. La conception de la batterie souple est plus flexible, la forme peut être modifiée dans n'importe quelle forme, peut être plus fine, peut être personnalisée en fonction des besoins du client, le développement de nouveaux modèles de cellules. La pile au lithium cylindrique n'a pas cette condition.

5. Les défauts des batteries polymères par rapport aux batteries au lithium cylindriques sont une mauvaise consistance, un coût élevé et une tendance aux fuites. Le coût élevé peut être résolu par une production à grande échelle et les fuites peuvent être résolues en améliorant la qualité du film plastique en aluminium.

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