22 年間のバッテリーのカスタマイズ
May 24, 2023 ページビュー：236
リチウム電池の開発は電池の使用に大きな影響を与えました。世界は現在、バッテリーから以前よりも多くの電力とパフォーマンスを享受しています。
セルの積層と巻き取りは、これらのバッテリーの製造に使用される 2 つの主な方法です。各オプションは、特定のレベルのパフォーマンスを提供するように設計されています。
したがって、消費者にとって、これらの要因が消費者にどのような影響を与えるかを理解することは非常に重要です。特定のアプローチが他のアプローチよりも優れている理由と、バッテリーのパフォーマンスを向上させる要因を知る必要があります。
それがこのガイドで見ていきます。セルスタッキングがどのように機能し、他の方法と比較してバッテリーのパフォーマンスにどのような影響を与えるかを確認したいと考えています。
さらに詳しく知りたい方は読み続けてください。
セルスタッキングはリチウム電池中間生産の中核技術です
バッテリーの製造プロセスには、ほとんどのエンドユーザーが気づいていないことがたくさんあります。これが、多くの人が自分の特定のニーズに適したバッテリーを常に購入するとは限らない理由です。
セルの積層は、リチウム電池の製造プロセスの途中で行われます。これはバッテリーの最終的な結果に重要な役割を果たしており、一部のバッテリーが他のバッテリーよりも優れた性能を発揮する理由である可能性があります。
スタッキング技術で使用されるセルは、内部抵抗が小さく、長寿命、コンパクト、高エネルギー密度を備えています。つまり、さまざまな状況下でバッテリーのパフォーマンスが大幅に向上します。
パフォーマンスに関しては、スタッキング テクノロジが提供できるものは常にあります。巻線と比較して、ラミネート積層によりバッテリーのエネルギー密度が 5% 向上し、ライフサイクルが 10% 向上します。同時にコストを5%削減できます。つまり、他のオプションよりも優れたパフォーマンスと長持ちするバッテリーを使用して、より良いユーザー環境を作り出すことができます。
セルの積層と積層について
リチウムイオン電池の製造プロセスは、特定の技術に従う必要があります。ここで、重要なステップとしてラミネートとセルのスタッキングが登場します。
ラミネートとセルの積層は、正極と負極を小さな部品に切断するリチウムポリマー電池の製造プロセスです。セパレータを積層して小さなセルを作り、さらに単セルを並列に積み重ねて大きなセルを作ります。このプロセスでは文字通り、小さなセルを積み重ねて大きなセルを作成します。
セルを積層するにはさまざまな方法があります。使用される特定の方法は、最終結果により直接的な影響を与える可能性があります。したがって、バッテリーのパフォーマンスに影響を与える可能性があるため、バッテリーを選択する前に、バッテリーで使用される特定の方法を検討する必要があります。
一部のバッテリーでは、追加のリチウムイオン拡散経路を作成するためにレーザー構造が使用されています。このプロセスは、電極の活性表面積を増加させる上で非常に重要であり、これにより放電容量が向上し、より高い C レートが得られます。
リチウム電池には、性能のほかに、より優れたサイクル安定性と劣化メカニズムも必要です。このような要因は、固着圧力を変化させることで改善でき、固体電解質界面の分布を最大化します。
一部の専門家は、スタッキング圧力が高いと容量の低下に影響を与えることが多いと報告しています。したがって、ライフサイクルが長いバッテリーは、より低い圧力を使用して積層されます。
また、電極やセパレータ間の均一性も要求される。これは、それらの間の空間が不均一であると拡散が増大し、パフォーマンスに影響を与える可能性があるためです。
最適なバッテリーを探す場合、これらの要素を考慮することが非常に重要です。バッテリーには、その製造方法に基づいて寿命が長いものもあれば、寿命が短いものもあります。バッテリーを適切に積み重ねると寿命が長くなります。
ラミネートと巻線の違いは主にダイカットとポールの構成にあります
電池の製造には、セルを切断して乾燥させるプロセスが含まれます。この後、細胞が生成します。セル生産では、スタック積層と巻き取りの 2 つのアプローチが使用されます。主な違いは、積層には、正負の電極片と振動板を特定の形状とサイズに切断することが含まれることです。次に、正極、隔膜、負極を積層して小さなセルを形成します。最後に、セルを小さな断片に積み重ね、それらを接続して大きなセルを作成します。
一方、巻線では、スリット付きポールを巻線針とプラスのポールピースに固定します。次に、針が回転している間に、バッテリー上の負極とダイヤフラムが回転します。バッテリーの設計容量によって、極針のサイズ、巻線数、およびバッテリーのその他の重要な機能が決まります。
2 つのタイプには他にも注目に値する違いがあります。たとえば、産業オートメーションに関しては、巻線プロセスがはるかにシンプルで扱いやすくなります。そしてそれが、多くの企業がより多くの巻き線を使用する理由です。ただし、性能に関しては、巻回型バッテリーよりも積層型バッテリーの方がはるかに優れています。
もう1つの違いは、セル生産の複雑さです。巻き上げは操作が簡単な半自動または全自動の方法に使用され、完成が容易になります。ラミネート加工は複雑なため手作業が必要であり、時間がかかる場合があります。
どちらの方法でも、特定のユーザーのニーズに合わせてバッテリーを設計します。バッテリーをどこでどのように使用するかを選択する必要があります。たとえば、より多くのエネルギー密度が必要な場合には、積層プロセスが好まれます。しかし、巻き取りプロセスははるかに簡単で、生産速度が向上します。
ラミネート加工によりバッテリーのエネルギー密度と安全性が大幅に向上
セルスタッキングの最大の利点の 1 つは、エネルギー密度が向上することです。メーカーは、これらのバッテリーの安全性と寿命を向上させるために、より安定した内部構造を使用しています。したがって、これらのバッテリーは、巻き取りプロセスで行われるバッテリーよりも比較的高度です。
その主な理由は、ワインディングによるセルは、ワインディングコーナーの湾曲によりスペース利用率が低いためです。一方、スタック型セルは、利用可能なスペースを最大限に活用します。
同じ体積設計の下では、これらの方法に従ってエネルギー密度が増加します。積み重ねるとバッテリーのエネルギー密度が高まり、パフォーマンスが大幅に向上します。
安定性の観点からは、セルスタッキングの方が安全な選択肢であると考えられます。電池の使用中、カソードとアノード上のリチウムイオンのインターカレーションはより急速に膨張します。巻かれたコアは内層と外層の内部応力が大きくなり、バッテリーが変形する可能性があります。これにより、積み重ねられたバッテリーがより安定し、安全になります。
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