การวิเคราะห์ความแตกต่างในโครงสร้าง ประสิทธิภาพ และการใช้งาน: อะลูมิเนียม-แบตเตอรี่ลิเธียมแบบแท่งปริซึมชนิดบรรจุกล่อง เทียบกับอะลูมิเนียม- แบตเตอรี่ลิเธียมแบบแท่งปริซึมแบบเคลือบลามิเนต

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของยานพาหนะพลังงานใหม่ ระบบกักเก็บพลังงาน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา แบตเตอรี่ลิเธียม- ต้องเผชิญกับข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นเกี่ยวกับความหนาแน่นของพลังงาน ความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย การใช้พื้นที่ และต้นทุนการผลิต เนื่องจากเป็นองค์ประกอบสำคัญของการออกแบบแบตเตอรี่ โครงสร้างบรรจุภัณฑ์ของเซลล์ไม่เพียงแต่กำหนดความสามารถในการป้องกันทางกลของเซลล์เท่านั้น แต่ยังมีอิทธิพลต่อการกระจายความร้อน การปิดผนึก ประสิทธิภาพการประกอบแพ็ค และการออกแบบระบบแพ็คแบตเตอรี่ที่ตามมา

 

ในปัจจุบัน เซลล์แบบแท่งปริซึมใช้วิธีการทางเทคนิคสองวิธีเป็นหลัก: ปลอกโลหะและบรรจุภัณฑ์พลาสติกลามิเนต (ถุง) อะลูมิเนียม- เซลล์ทรงปริซึมที่หุ้มอะลูมิเนียม-มีลักษณะเฉพาะด้วยความเสถียรของโครงสร้าง ความแข็งแรงเชิงกลสูง และกระบวนการผลิตที่เติบโตเต็มที่ ในขณะที่เซลล์แบบซองมีข้อได้เปรียบในแง่ของน้ำหนัก การใช้พื้นที่ และความยืดหยุ่นของโครงสร้าง

 

โดยทั่วไปเซลล์แบบแท่งปริซึมตามโครงสร้างจะใช้ปลอกอะลูมิเนียมเพื่อล้อมรอบส่วนประกอบอิเล็กโทรดภายใน อิเล็กโทรไลต์ และส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง

 

เคสอะลูมิเนียมต้องมีการป้องกันทางกลไกและการซีล ในขณะเดียวกันก็มีส่วนช่วยในการจัดการระบายความร้อนด้วย ด้วยเหตุนี้ ปัจจัยต่างๆ เช่น ความหนาของวัสดุ ความแม่นยำในการขึ้นรูป ความเรียบ และคุณภาพการปิดผนึกของรอยเชื่อมส่งผลโดยตรงต่อความสม่ำเสมอของเซลล์และ-ความน่าเชื่อถือในระยะยาว โครงอะลูมิเนียมทรงแท่งปริซึมทั่วไปถูกประดิษฐ์ขึ้นผ่านกระบวนการต่างๆ รวมถึงการปั๊ม การดึงลึก การทำความสะอาด การรักษาพื้นผิว และการเชื่อม โดยมีคุณลักษณะด้านล่าง แก้มยาง การเปิด และการวางตำแหน่งที่กำหนดค่าตามข้อกำหนดด้านโครงสร้างแบตเตอรี่เฉพาะ

 

เซลล์กระเป๋าต่างจากเคสโลหะตรงที่ใช้ฟิล์มคอมโพสิตพลาสติกอะลูมิเนียม-เป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์ภายนอก โดยทั่วไปฟิล์มนี้ประกอบด้วยชั้นการทำงานหลายชั้น และเซลล์ถูกปิดผนึกโดยใช้กระบวนการปิดผนึกด้วยความร้อน- เนื่องจากเคสมีความยืดหยุ่นสูง เซลล์จึงสามารถรองรับความผันผวนของแรงดันภายในและการเปลี่ยนแปลงเค้าโครงเชิงพื้นที่ภายในช่วงที่กำหนดได้ โดยให้ข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการใช้งานที่การใช้น้ำหนักและพื้นที่เป็นสิ่งสำคัญ

 

 

 

ลักษณะเฉพาะของเซลล์ปริซึมที่ห่อหุ้มอะลูมิเนียม-คือการใช้โครงสร้างโลหะแข็งเพื่อปกป้องส่วนประกอบภายในของเซลล์ อลูมิเนียมมีความหนาแน่นต่ำรวมกับความสามารถในการขึ้นรูปที่ดีเยี่ยม การนำความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อน ทำให้น้ำหนักของปลอกลดลงในขณะที่ยังคงความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่จำเป็น กระบวนการปั๊มขึ้นรูปอย่างแม่นยำหรือการวาดแบบลึกช่วยให้สามารถผลิตกล่องหุ้มแบบแท่งปริซึมที่มีขนาดคงที่ได้ เป็นรากฐานทางโครงสร้างที่ได้มาตรฐานสำหรับการประกอบอิเล็กโทรดและการรวมชุดแบตเตอรี่ในภายหลัง

 

สำหรับแบตเตอรี่พลังงานรถยนต์พลังงานใหม่ (NEV) เคสไม่เพียงทำหน้าที่ป้องกันเท่านั้น แต่ยังรวมเข้ากับแผ่นปิดเซลล์ ขั้วต่อ ซีล และส่วนประกอบโครงสร้างอื่นๆ เพื่อสร้างระบบห่อหุ้มที่สมบูรณ์ กล่องแบตเตอรี่ EV ทั่วไปต้องมีความสมดุลระหว่างความแข็งแรง ความสมบูรณ์ของการปิดผนึก ความต้านทานการกัดกร่อน ความสามารถในการเชื่อม และความทนทานต่อขนาด เพื่อทนทานต่อความเค้นทางกลและความร้อนที่เกิดจาก-การสั่นสะเทือนของยานพาหนะในระยะยาว ความผันผวนของอุณหภูมิ และ-รอบการปล่อยประจุ

 

การผลิตเซลล์อะลูมิเนียม-มักเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน ซึ่งรวมถึงการขึ้นรูปปลอก การทำความสะอาด การตรวจสอบขนาด การประกอบแผ่นปิด การเชื่อม และการทดสอบความกันลม ความสม่ำเสมอในขนาดเคสมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตจำนวนมาก ความเบี่ยงเบนที่มีนัยสำคัญในด้านความเรียบ ความหนาของผนัง หรือขนาดการวางตำแหน่งคีย์อาจส่งผลเสียต่อการประกอบเซลล์ ระยะห่างของโมดูล และการออกแบบโดยรวมของโครงสร้างชุดแบตเตอรี่

 

 

ลักษณะทางโครงสร้างที่กำหนดของเซลล์กระเป๋าคือความยืดหยุ่นสูงของวัสดุบรรจุภัณฑ์ภายนอก ต่างจากเคสโลหะแข็ง ฟิล์มพลาสติกอะลูมิเนียม-ไม่รักษารูปทรงภายนอกคงที่ ดังนั้นจึงเป็นพื้นที่กันชนเพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงปริมาตรเล็กน้อยในวัสดุภายในที่เกิดขึ้นระหว่างรอบการปล่อยประจุ-

 

โครงสร้างนี้มีข้อได้เปรียบที่แตกต่างกันในเรื่องการมีน้ำหนักเบาและการใช้พื้นที่ สำหรับกำลังการผลิตที่กำหนด การกำจัดโครงโลหะแข็งและโครงสร้างเสริมบางอย่างจะช่วยลดสัดส่วนของวัสดุที่ไม่ใช้งาน ทำให้มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับวัสดุที่ออกฤทธิ์ทางเคมีไฟฟ้า สำหรับการใช้งานที่คำนึงถึงน้ำหนัก- และปริมาตร- การออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่ยืดหยุ่นของเซลล์กระเป๋าช่วยเพิ่มความสามารถในการปรับตัวเชิงพื้นที่

 

อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปเซลล์กระเป๋าจะให้การป้องกันทางกลน้อยกว่าเคสโลหะแข็ง ส่งผลให้มีความต้องการด้านการจัดกลุ่มเซลล์ การสนับสนุนภายนอก และการออกแบบโครงสร้างแพ็คมากขึ้น ในการใช้งานจริง ต้องใช้ถาด ตัวยึด แผ่นด้านข้าง วัสดุกันกระแทก หรือส่วนประกอบโครงสร้างอื่นๆ เพื่อยึดเซลล์และป้องกันผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์จากผลกระทบทางกลภายนอก การบีบอัด และการสั่นสะเทือนที่ยืดเยื้อ

 

 

 

วัสดุบรรจุภัณฑ์ของเซลล์ประกอบด้วยมวลที่ไม่ใช้งาน ดังนั้นน้ำหนักของตัวเครื่องจึงส่งผลโดยตรงต่อมวลรวมของระบบแบตเตอรี่ เซลล์กระเป๋า (การใช้ฟิล์มลามิเนตพลาสติกอะลูมิเนียม-) โดยทั่วไปมีข้อได้เปรียบในแง่ของการมีน้ำหนักเบา เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้เคสโลหะที่หนาและแข็ง ในทางกลับกัน แม้ว่าเซลล์แบบแท่งปริซึมที่มีโครงอลูมิเนียมจะเพิ่มมวลโครงสร้างบางส่วน แต่ก็ให้การปกป้องทางกลและการรองรับโครงสร้างที่เหนือกว่า

 

ความหนาแน่นของพลังงานไม่สามารถระบุได้จากวัสดุเปลือกเซลล์เพียงอย่างเดียว ความหนาแน่นของพลังงานที่แท้จริงได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ รวมถึงวัสดุแคโทดและแอโนด ความจุของเซลล์ที่ออกแบบ ความหนาของอิเล็กโทรด อัตราส่วนของวัสดุออกฤทธิ์ การออกแบบตัวสะสมกระแสไฟฟ้า ปริมาณอิเล็กโทรไลต์ และโครงสร้างระดับ-ของแพ็ค ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบรูปแบบบรรจุภัณฑ์ทั้งสองนี้ เราจะต้องประเมินความหนาแน่นของพลังงานแบบกราวิเมตริก ความหนาแน่นของพลังงานตามปริมาตร และความหนาแน่นของพลังงานในระดับระบบ- แทนที่จะสรุปโดยอาศัยน้ำหนักของกล่องเพียงอย่างเดียว

 

สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม-ที่ต้องการการมีน้ำหนักเบา รูปแบบการบรรจุเซลล์จะต้องได้รับการออกแบบให้สอดคล้องกับโครงสร้างแพ็คโดยรวม ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่พื้นที่แชสซีของยานพาหนะมีจำกัด จะมีการทำงานร่วมกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างขนาดเซลล์ การจัดเรียง ความแข็งแรงของเคส และสถาปัตยกรรมการทำความเย็น แนวทางการบรรจุที่เหมาะสมที่สุดจะต้องถูกกำหนดโดยการออกแบบระดับระบบ-

 

 

เซลล์แบบแท่งปริซึมที่มีโครงอะลูมิเนียมมีเปลือกที่ค่อนข้างแข็งแรงและแข็ง ซึ่งให้ระดับการปกป้องทางกลสำหรับส่วนประกอบภายในของเซลล์ ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ เคสจะทนทานต่อภาระทางกลที่เกิดจากการประกอบโมดูล การสั่นสะเทือนของยานพาหนะ และการติดตั้งโครงสร้างภายนอก นอกจากนี้ โครงโลหะยังอำนวยความสะดวกในการนำความร้อน ซึ่งเป็นรากฐานสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างเซลล์และระบบทำความเย็น

 

อย่างไรก็ตาม เคสที่แข็งไม่สามารถขจัดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความผันผวนของแรงดันภายในได้ แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนอาจสร้างก๊าซหรือเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในระหว่างสภาวะการทำงานที่ผิดปกติหรือการปั่นจักรยานเป็นเวลานาน ด้วยเหตุนี้ เคสเซลล์ แผ่นปิด โครงสร้างการปิดผนึก และกลไกการผ่อนแรงกดเพื่อความปลอดภัย-จึงจำเป็นต้องมีการพิจารณาการออกแบบแบบบูรณาการ โดยทั่วไปการออกแบบทางวิศวกรรมจะเกี่ยวข้องกับการทดสอบความกันลม การทดสอบความต้านทานแรงดัน และการตรวจสอบความปลอดภัยที่เกี่ยวข้องเพื่อยืนยันว่าโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ

 

เซลล์ถุงใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่มีความยืดหยุ่น หากเกิดก๊าซผิดปกติหรือความดันภายในเพิ่มขึ้น พื้นที่บรรจุภัณฑ์อาจบวมหรือแตกเฉพาะที่ โหมดความล้มเหลวจะแตกต่างจากเซลล์ที่มีเปลือกโลหะแข็ง- ทำให้ต้องมีการมุ่งเน้นที่แตกต่างออกไปสำหรับการออกแบบด้านความปลอดภัย สำหรับเซลล์ถุง ต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับขอบบรรจุภัณฑ์ พื้นที่-ปิดผนึกด้วยความร้อน ตำแหน่งแท็บ และข้อจำกัดทางกลภายนอก สำหรับเซลล์ LiFePO4 โครงสร้างบรรจุภัณฑ์ต้องได้รับการออกแบบตามระบบวัสดุ ความจุ ขนาด และสภาพแวดล้อมการใช้งาน ชุดแบตเตอรี่ LiFePO4 ที่มีไว้สำหรับการจัดเก็บพลังงานหรือการใช้งานพลังงานเคลื่อนที่จำเป็นต้องมีการประเมินแบบองค์รวมที่รวมโครงเซลล์ เฟรมเวิร์กโมดูล ระบบการจัดการความร้อน และโครงสร้างการป้องกันไฟฟ้า

 

 

ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่ำ-ส่วนใหญ่ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น ระบบเคมีไฟฟ้า คุณสมบัติของวัสดุ สถานะของอิเล็กโทรไลต์ และอิมพีแดนซ์ภายใน ดังนั้น ความแตกต่างของประสิทธิภาพจึงไม่สามารถนำมาประกอบกับการใช้เคสอะลูมิเนียมกับฟิล์มเคลือบอะลูมิเนียม-เพียงอย่างเดียวได้

 

ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ- ความหนืดของอิเล็กโทรไลต์ที่เพิ่มขึ้น ความสามารถในการขนส่งไอออนที่ลดลง และความต้านทานของส่วนต่อประสานของอิเล็กโทรดที่เพิ่มขึ้น ทั้งหมดนี้นำไปสู่ความต้านทานภายในที่สูงขึ้นและความสามารถในการใช้งานได้ลดลง การชาร์จด้วยอัตราสูง-ภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ-ยังจำเป็นต้องมีการตรวจสอบความเสี่ยงของการชุบลิเธียมที่ขั้วบวกอย่างใกล้ชิดอีกด้วย ด้วยเหตุนี้ ไม่ว่าจะใช้บรรจุภัณฑ์ที่เป็นปลอกโลหะหรือแบบถุงก็ตาม ประสิทธิภาพที่แท้จริงจะต้องได้รับการตรวจสอบโดย-การทดสอบประจุ/การปล่อยประจุที่อุณหภูมิต่ำ การทดสอบอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และการทดสอบรอบ

 

วัสดุปลอกหุ้มมีอิทธิพลต่อวิถีการถ่ายเทความร้อน อะลูมิเนียมมีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดีและสามารถทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างการจัดการความร้อนของเซลล์ได้ ในขณะที่เซลล์กระเป๋ามักจะอาศัยแผ่นทำความเย็นภายนอก วัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อน และโครงสร้างโมดูลเพื่ออำนวยความสะดวกในการถ่ายเทความร้อน ดังนั้นการออกแบบระบบการจัดการระบายความร้อนจึงแตกต่างกันสำหรับเซลล์ทั้งสองประเภท

 

 

กระบวนการผลิตเซลล์อะลูมิเนียมทรงแท่งปริซึม-นั้นค่อนข้างได้มาตรฐาน เคสสามารถผลิตได้จำนวนมาก-โดยผ่านการดำเนินการ เช่น การตอก การดึงแบบลึก การตัดแต่ง และการทำความสะอาด สำหรับการผลิตแบตเตอรี่พลังงานขนาดใหญ่- พารามิเตอร์ควบคุมหลัก ได้แก่ ความสม่ำเสมอของขนาดเคส ความหนาของวัสดุ คุณภาพการเชื่อม และประสิทธิภาพการปิดผนึก

 

สำหรับการใช้งานที่ต้องการขนาดหรือโครงสร้างเฉพาะ สามารถออกแบบปลอกเซลล์แบตเตอรี่แบบแท่งปริซึมแบบกำหนดเองได้เพื่อให้เหมาะกับความจุของเซลล์ ขนาดการประกอบอิเล็กโทรด พื้นที่การติดตั้ง และวิธีการเชื่อมต่อ เคสสั่งทำพิเศษจำเป็นต้องมีการควบคุมองค์ประกอบของวัสดุ ความหนาของแผ่น ขนาดที่ขึ้นรูป รัศมีมุม โซนการเชื่อม และสภาพพื้นผิวอย่างเข้มงวด เพื่อป้องกันข้อผิดพลาดในการผลิตไม่ให้แพร่กระจายไปยังขั้นตอนการประกอบเซลล์ที่ตามมา

 

ในทางกลับกัน เซลล์กระเป๋าต้องอาศัยกระบวนการต่างๆ มากขึ้น เช่น การตัดและการขึ้นรูปฟิล์มลามิเนตอะลูมิเนียม- การวางตำแหน่งแถบ และการปิดผนึกด้วยความร้อน พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความร้อน-อุณหภูมิการซีล ความดัน ระยะเวลา และความกว้างของซีล ส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของซีลขั้นสุดท้าย การปนเปื้อน ริ้วรอย วัตถุแปลกปลอม หรือการปิดผนึกด้วยความร้อนในบริเวณการปิดผนึกไม่เพียงพออาจทำให้การกันซึมของอากาศลดลงได้ ด้วยเหตุนี้ การสร้างหน้าต่างกระบวนการปิดผนึกที่มั่นคงและกลไกการตรวจสอบในสายการผลิต-จึงถือเป็นสิ่งสำคัญในระหว่างการผลิตเซลล์กระเป๋า

 

 

 

ไม่มีโครงสร้างการบรรจุเซลล์ที่ "ดีที่สุด" หรือ "แย่ที่สุด" โดยสิ้นเชิง โดยทั่วไปตัวเลือกจะขึ้นอยู่กับสถานการณ์การใช้งาน เป้าหมายต้นทุน สภาพแวดล้อมทางกล เค้าโครงเชิงพื้นที่ และข้อกำหนดการออกแบบด้านความปลอดภัย

 

สำหรับแบตเตอรี่ที่ให้พลังงานในยานพาหนะพลังงานใหม่ เคสจะต้องทนทานต่อ-การสั่นสะเทือนในระยะยาว การกระแทก ความผันผวนของอุณหภูมิ และ-การชาร์จและการคายประจุที่อัตราสูง ดังนั้น การออกแบบเคสจึงต้องประสานงานกับโครงสร้างโมดูล ระบบการจัดการระบายความร้อน และระบบเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูง- ระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่-จำเป็นต้องให้ความสำคัญกับการหมุนเวียนในระยะยาว-มากขึ้น การบำรุงรักษาระบบ ระดับการป้องกัน และความสม่ำเสมอของแบทช์

 

ในด้านยานพาหนะไฟฟ้าขนาดเล็ก-เช่น ลิเธียม-ไอออน e-ชุดแบตเตอรี่จักรยาน- มักจะมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับน้ำหนัก ปริมาตร และพื้นที่ในการติดตั้ง ดังนั้นโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ของเซลล์จึงต้องสร้างสมดุลระหว่างการออกแบบที่มีน้ำหนักเบาและการป้องกันทางกล ขนาดปลอก ตำแหน่งขั้วต่อ และวิธีการติดตั้งภายนอกต้องได้รับการปรับขนาดตามความจุและแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าเฉพาะ

 

ในขอบเขตของแบตเตอรี่หลัก (ไม่สามารถ-ชาร์จซ้ำได้) การออกแบบกล่องมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับระบบเคมีของแบตเตอรี่ ตัวอย่างเช่น เคสแบตเตอรี่ Li-SOCl₂ ได้รับการออกแบบมาสำหรับโครงสร้างเซลล์ลิเธียม-ไทโอนิลคลอไรด์เฉพาะ โดยมีลำดับความสำคัญในการออกแบบที่แตกต่างจากเคสแบตเตอรี่ให้พลังงาน ในทำนองเดียวกัน สำหรับโครงสร้างแบตเตอรี่ลิเธียมหลัก เช่น ที่ใช้ MnO₂ ต้องเลือกวัสดุและโครงสร้างที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากเคมีภายใน วิธีการปิดผนึก และสภาพแวดล้อมในการทำงาน
 

 

อลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นวัสดุปลอกทั่วไปสำหรับเซลล์กำลังแบบแท่งปริซึม ข้อดีของผลิตภัณฑ์ ได้แก่ ความหนาแน่นต่ำ การนำความร้อนได้ดี และความง่ายในการปั๊มและการเชื่อม เกรดอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันไปในด้านความแข็งแรง การยืดตัว ความต้านทานการกัดกร่อน และความสามารถในการขึ้นรูป ดังนั้นการเลือกใช้วัสดุจะต้องสอดคล้องกับโครงสร้างเคสและกระบวนการผลิต

 

เมื่อออกแบบเคสอะลูมิเนียมสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม- เราต้องพิจารณาไม่เพียงแต่ความแข็งแรงของวัสดุ แต่ยังรวมถึงความหนาของแผ่นและความเค้นตกค้างหลังจากการขึ้นรูปด้วย วัสดุที่บางเกินไปอาจทำให้ความแข็งแรงเชิงกลลดลง ในขณะที่วัสดุที่หนาเกินไปจะเพิ่มมวลที่ไม่ใช้งานและลดการใช้พื้นที่ ดังนั้น การออกแบบเคสมักจะต้องมีความสมดุลระหว่างความปลอดภัยของโครงสร้าง น้ำหนัก ต้นทุนการผลิต และความสามารถในการขึ้นรูป สำหรับระบบแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ เปลือกอลูมิเนียมจะต้องแสดงให้เห็นถึงความเสถียรของมิติและความยืดหยุ่นต่อสิ่งแวดล้อมในระหว่างการปั่นจักรยานระยะยาว- เคสต้องรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างท่ามกลางความผันผวนของอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงความดันภายใน ในขณะเดียวกันก็ป้องกันความเสียหายจากความเมื่อยล้าในพื้นที่เชื่อมและปิดผนึก

 

 

เนื่องจากอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่และการจัดเก็บพลังงานยังคงให้ความสำคัญกับความหนาแน่นของพลังงานสูง ความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพด้านต้นทุน- ขนาดและความจุของเซลล์แบบแท่งปริซึมจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เซลล์ที่ใหญ่ขึ้นช่วยลดจำนวนเซลล์ทั้งหมดต่อแพ็ค จึงเป็นการลดจำนวนตัวเชื่อมต่อ - เส้นตรวจจับแรงดันไฟฟ้า และส่วนประกอบโครงสร้าง ขณะเดียวกันก็ทำให้การรวมระบบง่ายขึ้น

 

อย่างไรก็ตาม เมื่อขนาดของเซลล์แต่ละเซลล์เพิ่มขึ้น ปัญหาเกี่ยวกับการไล่ระดับของอุณหภูมิภายใน ความเครียดทางกล การขยายตัวทางความร้อน และความสม่ำเสมอจะเด่นชัดมากขึ้น ด้วยเหตุนี้ -เซลล์ปริซึมที่มีรูปแบบขนาดใหญ่จึงไม่ได้เป็นเพียงการขยาย-โครงสร้างเซลล์แบบเดิมในเวอร์ชันเท่านั้น พวกเขาต้องการการปรับปรุงความแข็งแรงของปลอก โครงสร้างแผ่นปิด การออกแบบแท็บ กระบวนการเชื่อม และกลยุทธ์การจัดการความร้อน

 

การเพิ่มประสิทธิภาพในอนาคตสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมอะลูมิเนียมทรงแท่งปริซึม-จะมุ่งเน้นไปที่การมีน้ำหนักเบา การขึ้นรูปที่มีความแม่นยำสูง- การใช้วัสดุที่ดีขึ้น และการผลิตแบบอัตโนมัติ การปรับโปรไฟล์หน้าตัด-ของปลอกให้เหมาะสมและการออกแบบการเสริมแรงแบบเฉพาะจุดสามารถลดน้ำหนักที่ไม่จำเป็นในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพทางกลที่ต้องการได้

 

 

 

ในแง่ของการป้องกันทางกล เซลล์อลูมิเนียมทรงแท่งปริซึม-จะได้รับประโยชน์จากโครงสร้างที่แข็งแกร่ง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงทางกลภายนอกสูงและความเสถียรของระบบ ในทางกลับกัน เซลล์กระเป๋าให้ความยืดหยุ่นทางโครงสร้างที่มากกว่า แต่อาศัยโครงสร้างรองรับภายนอกเพื่อการติดตั้งที่ปลอดภัย

 

ในส่วนของน้ำหนักและการใช้พื้นที่ โครงสร้างเซลล์ของกระเป๋ามักมีศักยภาพในการทำให้มีน้ำหนักเบามากกว่า ในขณะที่โครงสร้างอลูมิเนียม-มีความสมบูรณ์มากกว่าในแง่ของขนาดที่ได้มาตรฐาน การรองรับทางกล และการรวมระบบ

 

จากมุมมองของการผลิต เซลล์อะลูมิเนียมทรงแท่งปริซึม-เหมาะ-สำหรับการผลิตจำนวนมากแบบอัตโนมัติสูง โดยมีขนาดและโครงสร้างของปลอกที่ควบคุมผ่านแม่พิมพ์ที่ได้มาตรฐานและอุปกรณ์อัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม เซลล์กระเป๋าต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวดเกี่ยวกับการขึ้นรูปของฟิล์มลามิเนตอะลูมิเนียม- การปิดผนึกด้วยความร้อน และความสม่ำเสมอของบรรจุภัณฑ์

 

ในส่วนของการออกแบบด้านความปลอดภัย โครงสร้างทั้งสองมีรูปแบบความล้มเหลวที่แตกต่างกัน เซลล์ที่หุ้มอะลูมิเนียม-เน้นที่ความแข็งแรงของปลอก ความสมบูรณ์ของรอยเชื่อม และการจัดการแรงกด ในขณะที่เซลล์แบบซองเน้นที่ความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์ การป้องกันทางกลภายนอก และความน่าเชื่อถือของซีลความร้อน ดังนั้นในระหว่างขั้นตอนการออกแบบเซลล์ ทางเลือกไม่ควรขึ้นอยู่กับต้นทุนวัสดุหรือความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์แต่ละเซลล์เพียงอย่างเดียว แต่จำเป็นต้องมีการประเมินระบบแบตเตอรี่ทั้งหมดอย่างครอบคลุมแทน

 

โดยทั่วไปแล้วเซลล์ปริซึมหุ้มอะลูมิเนียม-และเซลล์กระเป๋าเคลือบอะลูมิเนียม-เป็นตัวแทนของเส้นทางเทคโนโลยีที่แตกต่างกันสองเส้นทาง: บรรจุภัณฑ์แบบแข็งและบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น วิธีการแบบเคสอะลูมิเนียม-มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในด้านความแข็งแรงของโครงสร้าง ความสม่ำเสมอของขนาด การผลิตแบบอัตโนมัติ และการรวมระบบ ในขณะที่วิธีเซลล์แบบซองมีความเป็นเลิศในแง่ของการออกแบบที่มีน้ำหนักเบา ความสามารถในการปรับตัวเชิงพื้นที่ และความยืดหยุ่นของบรรจุภัณฑ์ เนื่องจากความต้องการประสิทธิภาพของแบตเตอรี่มีความหลากหลายมากขึ้นในทุกภาคส่วน เช่น ยานพาหนะพลังงานใหม่ การจัดเก็บพลังงาน ยานพาหนะไฟฟ้าเบา และอุปกรณ์อุตสาหกรรม เทคโนโลยีการบรรจุเซลล์ในอนาคตจะพัฒนาไปสู่ความแม่นยำสูง การมีน้ำหนักเบา การปิดผนึกที่เชื่อถือได้ การผลิตอัจฉริยะ และการบูรณาการโครงสร้าง

 

สำหรับผู้ผลิตแบตเตอรี่ เคสเซลล์ไม่ได้เป็นเพียงส่วนประกอบภายนอกที่แยกจากประสิทธิภาพของเซลล์เท่านั้น แต่เป็นองค์ประกอบสำคัญที่เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับระบบวัสดุ การออกแบบการประกอบอิเล็กโทรด การจัดการความร้อน ความแข็งแรงของโครงสร้าง กระบวนการเชื่อม และการบูรณาการแพ็ค มีเพียงการเลือกรูปแบบบรรจุภัณฑ์อย่างรอบคอบและปรับวัสดุ โครงสร้าง และกระบวนการผลิตให้เหมาะสมควบคู่กันเท่านั้น จึงจะสามารถบรรลุความสมดุลที่มีเหตุผลมากขึ้นในด้านความหนาแน่นของพลังงาน ความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และต้นทุนการผลิต