Các tính năng chính của pin lithium hình trụ, hình lăng trụ và polymer
Pin lithium tròn dùng để chỉ pin lithium hình trụ. Pin lithium hình trụ sớm nhất là pin lithium 18650 do SONY của Nhật Bản phát minh vào năm 1992. Do pin lithium hình trụ 18650 có lịch sử lâu đời nên tỷ lệ thâm nhập thị trường rất cao. Pin lithium hình trụ sử dụng quy trình cuộn dây khá hoàn thiện, mức độ tự động hóa cao, chất lượng sản phẩm ổn định và giá thành tương đối thấp. Có nhiều loại pin lithium hình trụ, chẳng hạn như 14650, 17490, 18650, 21700, 26650 thông dụng, v.v.
Pin lithium hình lăng trụ thường dùng để chỉ pin hình lăng trụ bằng nhôm hoặc thép. Với sự gia tăng của pin điện ô tô trong những năm gần đây, mâu thuẫn giữa phạm vi hoạt động của xe và dung lượng pin ngày càng trở nên rõ ràng. Nhiều nhà sản xuất pin điện chủ yếu sử dụng pin lăng trụ nhôm với mật độ năng lượng pin cao hơn. Do cấu trúc của pin hình lăng trụ tương đối đơn giản, không giống như pin hình trụ sử dụng thép không gỉ có độ bền cao làm vỏ và các phụ kiện như van an toàn chống cháy nổ, tổng thể các phụ kiện đều nhẹ và có mật độ năng lượng tương đối cao. Pin hình lăng trụ có hai quy trình khác nhau: cuộn dây và cán màng.
Pin lithium polymer là pin vuông sử dụng chất điện phân dạng keo hoặc rắn polymer. Quy trình sản xuất của họ rất giống nhau. Hiện nay, hầu hết các loại pin mềm trên thị trường đều thuộc loại pin polymer. Pin lithium polymer chủ yếu được sử dụng trong các sản phẩm 3C cao cấp như điện thoại di động và máy tính bảng. Bởi vì các chất điện phân polyme đều được tổng hợp nhân tạo nên giá thành tương đối cao. Hiện tại, không có lợi thế về chi phí đối với pin điện. Hơn nữa, pin polymer dễ gặp nguy hiểm do không có lớp vỏ cứng để bảo vệ nên khi sử dụng phải có biện pháp an toàn tương ứng.
Ba loại pin khác nhau cần phải trải qua một loạt các bước trong quá trình sản xuất. Sau đây là một số thiết bị cốt lõi:
Thiết bị đầu cuối (sản xuất điện cực)
Máy trộn chân không trong phòng thí nghiệm: dùng để trộn các vật liệu pin thể rắn dương và âm, thêm dung môi và khuấy thành hỗn hợp sền sệt.
Máy phủ pin: phủ đều hỗn hợp đã khuấy lên bộ thu dòng lá đồng hoặc lá nhôm, đây là thiết bị quan trọng nhất trong quy trình đầu cuối.
Máy ép con lăn dùng pin: nén chặt vật liệu điện cực phủ để đạt được độ dày và mật độ lý tưởng.
Máy cắt khuôn: cắt vật liệu điện cực đã nén thành kích thước yêu cầu.
Thiết bị giai đoạn giữa (tổng hợp tế bào)
Máy quấn ắc quy hoặc máy xếp ắc quy: cuốn hoặc xếp chồng các bản cực âm và cực dương cùng với màng ngăn để tạo thành một ô chưa hoạt động.
Máy hàn điểm dùng pin: dùng để hàn các tai cực của cell để đảm bảo sự liên kết của cell.
Đầu phun kỹ thuật số điện phân: bơm chất điện phân vào tế bào, đây là thiết bị cốt lõi của quy trình giữa giai đoạn.
Pin lithium hình trụ
Thuận lợi:
• Tính nhất quán tốt, quy trình sản xuất hoàn thiện, mức độ tự động hóa cao, chất lượng sản phẩm ổn định và chi phí tương đối thấp.
• Chịu được áp suất cao, an toàn và không dễ nổ, mật độ năng lượng cao, điện trở thấp.
• Kịch bản ứng dụng phong phú, diện tích bề mặt riêng lớn, hiệu quả tản nhiệt tốt.
• Pin hình trụ nói chung là loại pin kín, không gặp vấn đề gì khi bảo trì trong quá trình sử dụng.
• Vỏ pin có đặc tính cơ học tốt, chịu được áp lực cao, về cơ bản không bị phồng, giãn nở.
Pin lithium lăng kính
Thuận lợi:
• Độ tin cậy đóng gói cao, hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống cao, trọng lượng tương đối nhẹ và mật độ năng lượng cao.
• Cấu trúc tương đối đơn giản, việc mở rộng tương đối thuận tiện, dung lượng ô đơn lớn và độ ổn định tương đối tốt.
• Điện trở trong thấp, có thể phóng điện liên tục với dòng điện lớn.
• Vỏ bao bì hầu hết được làm bằng hợp kim nhôm và thép không gỉ, có độ ổn định tốt và không dễ bị hư hỏng do tác động bên ngoài.
Pin lithium polyme
Thuận lợi:
• Hiệu suất an toàn tốt, về cơ bản không có vụ nổ, nhiều nhất là phồng lên, khi xảy ra hiện tượng phồng lên thì đặc điểm rõ ràng, dễ dàng có biện pháp xử lý kịp thời.
• Nhẹ, trọng lượng của pin polymer nhẹ hơn 40% so với pin lithium vỏ thép có cùng dung lượng và nhẹ hơn 20% so với pin lithium vỏ nhôm.
• Dung lượng lớn, dung lượng của pin polymer cao hơn 10-15% so với pin vỏ thép có cùng thông số kỹ thuật và kích thước và cao hơn 5-10% so với pin vỏ nhôm.
• Điện trở trong thấp, điện trở trong của pin polymer nhỏ hơn pin lithium, giúp giảm đáng kể khả năng tự tiêu hao của pin.
• Thiết kế và bố trí linh hoạt, pin polymer có thể uốn cong và biến dạng khi cần thiết, phù hợp với những sản phẩm có thiết kế linh hoạt.
Phần trên tóm tắt các đặc điểm chính của ba loại pin lithium, mỗi loại đều có các kịch bản và ưu điểm ứng dụng cụ thể. Pin lithium hình trụ có lợi thế trong một số lĩnh vực nhất định nhờ công nghệ hoàn thiện và tính nhất quán cao. Pin lithium hình lăng trụ được ưa chuộng trong các lĩnh vực như xe điện do mật độ năng lượng cao và cấu trúc đơn giản, trong khi pin lithium polymer được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như điện tử tiêu dùng do mật độ năng lượng cao và tính linh hoạt trong thiết kế.
GÓI pin lithium là một phần không thể thiếu trong quá trình sản xuất pin lithium. Cho dù đó là pin lithium hình trụ hay pin lithium hình lăng trụ hay polymer, chúng có thể được lắp ráp cùng với pin, bảng bảo vệ, mạch và các bộ phận khác thông qua quy trình GÓI để tạo thành một sản phẩm pin lithium hoàn chỉnh, đảm bảo an toàn, độ tin cậy và hiệu suất ổn định của pin lithium. Trong quá trình sản xuất, hàng loạt thiết bị kiểm tra như CCD Test vàNgười thử nghiệm BMScũng cần thiết để đảm bảo việc áp dụng các gói.
