کدام سلول باتری برای پاور بانک ها بهتر است؟

کدام سلول باتری برای پاور بانک ها بهتر است؟

مقایسه ای جامع از سلول های 18650، پلیمر و فسفات آهن لیتیوم:

I. تجزیه و تحلیل معماری فنی: کد شیمیایی سلول های باتری

1.1 ‌باتری یون لیتیوم 18650‌: هنر بسته‌بندی انرژی استوانه‌ای
سلول 18650 که به دلیل شکل استوانه‌ای آن (قطر 18 میلی‌متر، طول 65 میلی‌متر) نامگذاری شده است، از فرآیند سیم پیچی برای قرار دادن الکترود مثبت (به عنوان مثال، اکسید لیتیوم کبالت)، الکترود منفی (گرافیت)، جداکننده و الکترولیت (LiPF6) در یک بسته انرژی فشرده استفاده می‌کند. ولتاژ نامی 3.7 ولت آن ناشی از تراکم یون لیتیوم- در ساختارهای لایه‌ای است که به چگالی انرژی 250 وات ساعت بر کیلوگرم و حداکثر استفاده از فضا در طرح‌های استوانه‌ای دست می‌یابد.

1.2 ‌باتری لیتیوم{0}}یون پلیمری‌: نوآوری لمینیت انعطاف پذیر
سلول‌های پلیمری با اتخاذ یک فرآیند انباشتگی، الکترولیت‌های مایع را با الکترولیت‌های پلیمری جامد جایگزین می‌کنند و محدودیت‌های شکل سنتی را می‌شکنند. الکترودهای مثبت (به عنوان مثال، نیکل کبالت منگنز لیتیوم سه تایی) و الکترودهای منفی (گرافیت) ساختارهای چند لایه انعطاف پذیر را از طریق چسباننده مولکولی{3} بالا، با ضخامت های قابل تراکم تا زیر 0.3 میلی متر تشکیل می دهند که امکان سفارشی سازی شکل دلخواه را فراهم می کند. الکترولیت های ژل ایمنی را افزایش می دهند و در عین حال مقاومت داخلی را تا 20% کاهش می دهند و راندمان تخلیه{7}}شارژ را بهبود می بخشند.

1.3 ‌باتری لیتیوم آهن فسفات‌: مسیر پایدار ساختار الیوین
با استفاده از فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) به عنوان الکترود مثبت، ساختار کریستالی الیوین منحصر به فرد پایداری حرارتی عالی را فراهم می کند. پوشش کربن رسانایی الکترونیکی را افزایش می دهد و فناوری نانو ذرات 85 درصد ظرفیت را در -20 درجه حفظ می کند. اگرچه ولتاژ اسمی 3.2 ولت آن کمتر است، منحنی های شارژ-تخلیه بهینه شده بیش از 95 درصد راندمان کولمبی را به دست می آورند.

II. مقایسه پارامترهای عملکرد: رمزگشایی داده های آزمایشگاهی

2.1 ‌مسابقه چگالی انرژی

‌(داده‌ها براساس آزمایش‌های تک سلولی-؛ محصولات واقعی ممکن است به دلیل پوسته‌ها و مدارها متفاوت باشند)

2.2 ‌تست های چرخه زندگی‌
در 25 درجه با نرخ تخلیه 0.5 درجه سانتیگراد-:

18650: حفظ ظرفیت 80% پس از 500-800 سیکل

پلیمر: حفظ ظرفیت 80% پس از 600-1000 چرخه

فسفات آهن لیتیوم: حفظ ظرفیت 85% پس از 2000-3000 سیکل

‌

III. تجزیه و تحلیل مکانیسم ایمنی: ماتریس کنترل ریسک

3.1 ‌حفاظت از شارژ بیش از حد‌

18650: متکی به بردهای حفاظتی (معمولاً قطع 4.2 ولت ± 0.05 ولت)، با برخی از مدل‌های پیشرفته-از فیوزهای بازیابی PTC استفاده می‌کنند.

پلیمر: از دستگاه های قطع کننده جریان CID استفاده می کند که به طور خودکار مدارها را زمانی که فشار از آستانه فراتر رفت، قطع می کند.

فسفات آهن لیتیوم: از نظر شیمیایی در برابر شارژ بیش از حد مقاوم است، با افزونگی بالاتر در طرح های برد محافظ.

3.2 ‌پیشگیری از فرار حرارتی‌

18650: جداکننده‌ها در 130 درجه ذوب می‌شوند (تکنولوژی منافذ بسته)، همراه با دریچه‌های ضد انفجار.

پلیمر: الکترولیت های ژل انتشار گرما را آهسته می کنند و بسته بندی پلاستیکی آلومینیومی{0} بهتر با انبساط حرارتی سازگار است.

فسفات آهن لیتیوم: ساختارهای الیوین در دمای بالای 500 درجه تجزیه می شوند که بسیار بیشتر از سایر سلول ها است.

IV. نقشه کاربرد بازار: راه حل های مبتنی بر سناریو{1}

4.1 ‌لوازم الکترونیکی مصرفی‌

18650: Common in high-capacity power banks (>20000 میلی آمپر ساعت)، بازدهی-هزینه ای را ارائه می دهد.

پلیمر: بر بازار باریک تسلط دارد (<10000mAh), supporting fast-charging protocols.

Lithium Iron Phosphate: Emerging in outdoor power sources (>100Wh)، به عنوان مثال، سری EcoFlow RIVER.

4.2 ‌کاربردهای صنعتی‌

پزشکی: سلول‌های فسفات آهن لیتیوم، قندسنج‌های قابل حمل و پمپ‌های میکرو-را نیرو می‌دهند.

هوانوردی: سلول های 18650 دارای گواهینامه UN38.3 برای نیروی پشتیبان هواپیما هستند.

اینترنت اشیا: اندازه کوچک سلول های پلیمری مناسب حسگرهای هوشمند است.

4.3 ‌برنامه های کاربردی محیطی ویژه‌

سرمای شدید: سلول های فسفات آهن لیتیوم 60 درصد ظرفیت خود را در 30- درجه حفظ می کنند.

دمای بالا: سلول های پلیمری 15 درصد ظرفیت بالاتری نسبت به سلول های 18650 در 60 درجه حفظ می کنند.

ارتعاش بالا: پوسته های فولادی 18650 در مقاومت در برابر ارتعاش بهتر از سلول های پلیمری عمل می کنند.

V. ارزیابی اثرات زیست محیطی:-عمر کامل-ردپای کربن چرخه

5.1 ‌فرآیند تولید‌

18650: استخراج کبالت نگرانی های اخلاقی را ایجاد می کند، اما بازیافت بالغ شده است.

پلیمر: مصرف انرژی بالا در تولید فویل آلومینیوم و مس.

فسفات آهن لیتیوم: طراحی بدون کبالت{0}} با منابع فراوان فسفر و آهن.

5.2 ‌بازیافت و دفع‌

18650: نرخ بازیافت 95 درصد، عمدتاً برای استخراج کبالت و نیکل.

پلیمر: بازیافت پیچیده، عمدتاً بازیابی مس و آلومینیوم.

فسفات آهن لیتیوم: پتانسیل بالا برای استفاده ثانویه در ایستگاه های ذخیره انرژی.

VI. روندهای فناوری آینده:-سلول‌های باتری نسل بعدی

6.1 ‌نوآوری های مواد‌

سیلیکون-آندهای کربن: ظرفیت 18650 را 30 درصد افزایش دهید، اما با مشکلات افزایش حجم مواجه می‌شوید.

الکترولیت‌های حالت جامد: سلول‌های پلیمری ممکن است خطرات نشت را از بین ببرند و به چگالی انرژی بیش از 300 وات ساعت بر کیلوگرم دست یابند.

آندهای فلزی لیتیوم: سلول‌های فسفات آهن لیتیوم در مرحله آزمایشگاهی به 400 وات ساعت بر کیلوگرم می‌رسند.

6.2 ‌تکامل فاکتور فرم‌

باتری های نامنظم: سلول های پلیمری از اشکال منحنی برای پوشیدنی ها پشتیبانی می کنند.

باتری های ساختاری: 18650 بسته سلولی استفاده از فضا را از طریق فناوری CTP بهبود می بخشد.

‌نتیجه گیری‌:
تکامل فناوری سلول باتری تلفیقی از علم مواد، الکتروشیمی و مهندسی الکترونیک است. در فضای جمع و جور پاوربانک‌ها، این سه فناوری سلولی هر کدام برتر هستند و انتخاب‌های متنوعی از استقامت اولیه تا حفاظت حرفه‌ای را به مصرف‌کنندگان ارائه می‌دهند. بازار باتری آینده به ناچار به سمت چگالی انرژی بالاتر، سازگاری محیطی قوی تر و کارایی هزینه{2} بهتر حرکت خواهد کرد. برای مصرف‌کنندگان، درک نیازهای آنها و انتخاب فناوری‌های سلولی منطبق، پاوربانک‌ها را به «شریک انرژی» برای زندگی تلفن همراه تبدیل می‌کند.

شرکت باتری لیتیوم پلیمری مشهور جهانی-JXBT