سلول سلندري چيست؟

یک سلول استوانه ای یک نوع باتری شارژ پذیر (یا گاهی اوقات اولیه) است که در آن اجزای اصلی پیچیده شده اند ("جللی رول") و در داخل یک سخت قرار دارند،قوطی فلزی استیل (معمولا فولاد یا آلومینیوم)آنها یکی از رایج ترین و بالغ ترین فاکتورهای شکل باتری هستند.

در اینجا یک تجزیه و تحلیل از ویژگی های اصلی و ویژگی های آنها:

شکل

همان طور که از نامش پیداست، این باتری ها دارای شکل استوانه ای هستند که شبیه به یک باتری استاندارد AA یا AAA هستند، اما اغلب بسیار بزرگتر هستند.

ترکیب ساختاری

یک سلول استوانه ای معمولی شامل یک خانه، یک کاپ، یک الکترود مثبت، یک الکترود منفی، یک جدا کننده، یک الکترولیت، یک عنصر ptc، یک گاسکت، یک شیر ایمنی و غیره است. به طور کلی،محفظه باتری پای منفی باتری است.، و کلاه آن قطره مثبت است.

• • رول ژله ای: هسته شامل ورق های نازک از مواد آنود، مواد کاتود و جدا کننده است که به صورت مارپیچی (جل رول) به هم پیچیده شده اند. این امر باعث افزایش سطح داخل سیلندر می شود.

  • قوطی فلزی: رول ژله ای در یک سیلندر فلزی مقاوم قرار می گیرد. این ثبات مکانیکی و حفاظت عالی را فراهم می کند.

  • الکترولیت: الکترولیت مایع فضای داخل قوطی و بین لایه های الکترود را پر می کند.

  • ترمینال ها: ترمینال های مثبت (+) و منفی (-) در هر انتهای سیلندر قرار دارند. ترمینال مثبت معمولاً دارای یک سرپوش بالا با مکانیسم باز کننده ایمنی است.در حالی که پای منفی پایه مسطح است (یا برعکس بسته به طراحی).

  • دریچه ایمنی: یک ویژگی حیاتی طراحی شده برای شکستن و آزاد کردن فشار در صورت انباشت گاز داخلی به دلیل گرم شدن بیش از حد یا خرابی، جلوگیری از انفجار.

مدل های مشترک

سلول های لیتیوم یون سیلندری معمولاً با پنج رقم نشان داده می شوند. از سمت چپ شروع می شود، دو رقم اول قطر باتری را نشان می دهد،شماره سوم و چهارم نشان دهنده ارتفاع باتری است.، و رقم پنجم نشان دهنده گردی است. مدل های رایج سلول های استوانه ای عبارتند از:

• 18650:معروف ترین نوع. ~18 میلی متر قطر، ~65 میلی متر ارتفاع. به طور گسترده ای در لپ تاپ ها، ابزار های الکتریکی و وسایل نقلیه اولیه تسلا استفاده می شود.

• 21700:~21mm قطر، ~70mm ارتفاع. به طور فزاینده ای محبوب، ارائه ظرفیت / قدرت بالاتر از 18650. استفاده می شود در مدل های جدید تر تسلا، دوچرخه های الکترونیکی، ابزار برق.

• 26650:معمولاً در کاربردهای قدرتمندتر مانند چراغ های بزرگ تر یا ذخیره سازی خورشیدی استفاده می شود.

• 4680:قطر 46 ميلي متر، ارتفاع 80 ميلي متر، فرمت بزرگتر و جديد تر تسلا براي چگالي انرژي بالاتري، قدرت و توليد ساده تر

• سایر:تعداد زیادی از اندازه های دیگر وجود دارد (14500، 10440, 32650، و غیره).

مزایا

• بالغ و اثبات شده: دهه های تصفیه تولید منجر به قابلیت اطمینان بالا و کیفیت ثابت می شود.
• محکم و ماندگار: محفظه فلزی سفت و سخت، قدرت مکانیکی عالی، مقاومت در برابر خرد و محافظت را فراهم می کند.
• مدیریت حرارتی عالی: شکل استوانه ای و فلزی می تواند به طور موثر گرما تولید شده در طول کار را به محیط بیرون یا یک سیستم خنک کننده منتقل کند.این برای عملکرد و ایمنی بسیار مهم است..
• کارایی تولید: خطوط تولید بسیار خودکار و حجم بالا وجود دارد، که هزینه ها را نسبتا پایین نگه می دارد.
• استاندارد سازی: اندازه های استاندارد امکان ادغام آسان تر در بسته های باتری مختلف و سازگاری بین تولید کنندگان را فراهم می کند.
• ایمنی: محفظه قوی شکست های داخلی را به خوبی در بر می گیرد و دریچه فشار یک آزادی ایمنی حیاتی را فراهم می کند.

معایب

• عدم کارایی بسته بندی: هنگامی که در یک ماژول یا بسته باتری مستطیل بسته بندی می شود، شکل گرد ذاتی ایجاد فضاهای خالی ("خلاء") بین سلول ها را ایجاد می کند.کاهش تراکم کل انرژی حجمیبسته بندیدر مقایسه با سلول های پرزماتیک یا کیسه ای.
• مونتاژ بسته پیچیده: ساخت بسته های بزرگ باتری نیاز به سلول های فردی زیادی دارد (هزاران سلول در یک EV) ، همراه با سیم کشی پیچیده، بارهای اتوبوس و اتصالات سیستم مدیریت باتری (BMS).
• وزن: محفظه فلزی در مقایسه با سلول های کیسه وزن بیشتری دارد.
• گرادیانت حرارتی: در سلول های بسیار بزرگ استوانه ای (مانند 4680) ، مدیریت گرما به طور یکنواخت در سراسر رول ژله بزرگتر می تواند یک چالش باشد.

کاربرد های مشترک

• خودروهای الکتریکی (EV): تسلا (تاریخی 18650/21700، اکنون 4680) ، لوسید، ریویان و دیگران.
• دوچرخه های الکتریکیاسکوتر
• ابزار های الکتریکی(درلر، اره و غیره)
• کامپیوترهای لپ تاپ
• فانوس
• الکترونیک قابل حمل
• الکترونیک مصرفی (واپ ها و غیره)
• سیستم های ذخیره سازی انرژی ثابت (ESS)

در اصل

یک سلول استوانه ای یک طراحی باتری قوی، استاندارد و قابل اعتماد است که در آن الکترودها به شکل مارپیچ پیچیده شده و در یک لوله فلزی قوی قرار دارند. عملکرد حرارتی عالی آن،دوام، و تولید بالغ آن را به یک انتخاب غالب تبدیل می کند، به ویژه برای کاربردهایی که به قدرت و قابلیت اطمینان بالا نیاز دارند، با وجود برخی از ناکارآمدی های بسته بندی.وابستگی شدید تسلا به آنها برای خودروهای الکتریکی به طور قابل توجهی در سال های اخیر برجسته شده است.