Կան երեք հիմնական տեսակլիթիում-իոնային մարտկոցներ(li-ion).Էլեկտրաէներգիայի արտադրության ոլորտում ամենահեռանկարային զարգացումները պտտվում են գլանաձև և պրիզմատիկ բջիջների շուրջ:Թեև գլանաձև մարտկոցի ձևաչափը ամենահայտնին է վերջին տարիներին, մի քանի գործոններ հուշում են, որ պրիզմատիկ բջիջները կարող են տիրանալ:

Ինչ ենՊրիզմատիկ բջիջներ

Ապրիզմատիկ բջիջբջիջ է, որի քիմիան պարփակված է կոշտ պատյանով։Դրա ուղղանկյուն ձևը թույլ է տալիս արդյունավետ կերպով մի քանի միավորներ հավաքել մարտկոցի մոդուլում:Գոյություն ունեն պրիզմատիկ բջիջների երկու տեսակ՝ պատյանների ներսում գտնվող էլեկտրոդների թիթեղները (անոդ, բաժանարար, կաթոդ) կա՛մ շարված են, կա՛մ գլորված և հարթեցված:

Նույն ծավալի համար կուտակված պրիզմատիկ բջիջները կարող են միանգամից ավելի շատ էներգիա արձակել՝ ապահովելով ավելի լավ կատարում, մինչդեռ հարթեցված պրիզմատիկ բջիջները պարունակում են ավելի շատ էներգիա՝ ապահովելով ավելի երկարակեցություն:

Պրիզմատիկ բջիջները հիմնականում օգտագործվում են էներգիայի պահպանման համակարգերում և էլեկտրական մեքենաներում:Նրանց ավելի մեծ չափերը նրանց վատ թեկնածուներ են դարձնում փոքր սարքերի համար, ինչպիսիք են էլեկտրոնային հեծանիվները և բջջային հեռախոսները:Հետեւաբար, դրանք ավելի լավ են համապատասխանում էներգատար կիրառություններին:

Ինչ են գլանաձեւ բջիջները

Ագլանաձեւ բջիջկոշտ գլանային տարայի մեջ պարփակված բջիջ է։Գլանաձև բջիջները փոքր են և կլոր, ինչը հնարավորություն է տալիս դրանք հավաքել բոլոր չափերի սարքերում:Ի տարբերություն մարտկոցների այլ ձևաչափերի, դրանց ձևը կանխում է այտուցը, որը անցանկալի երևույթ է մարտկոցներում, որտեղ գազերը կուտակվում են պատյանում:

Գլանաձև բջիջները առաջին անգամ օգտագործվել են դյուրակիր համակարգիչների մեջ, որոնք պարունակում էին երեքից ինը բջիջ:Այնուհետև նրանք ժողովրդականություն ձեռք բերեցին, երբ Tesla-ն դրանք օգտագործեց իր առաջին էլեկտրական մեքենաներում (Roadster և Model S), որոնք պարունակում էին 6000-ից 9000 բջիջ:

Գլանաձև բջիջները օգտագործվում են նաև էլեկտրոնային հեծանիվների, բժշկական սարքերի և արբանյակների մեջ:Նրանք նաև կարևոր նշանակություն ունեն տիեզերական հետազոտության մեջ՝ իրենց ձևի պատճառով.այլ բջիջների ձևաչափերը կդեֆորմացվեն մթնոլորտային ճնշման պատճառով:Օրինակ, Մարս ուղարկված վերջին Rover-ը գործում է գլանաձեւ բջիջների միջոցով:Formula E-ի բարձր արդյունավետության էլեկտրական մրցարշավային մեքենաներն օգտագործում են ճիշտ նույն բջիջները, ինչ ռովերը իրենց մարտկոցում:

Պրիզմատիկ և գլանաձև բջիջների հիմնական տարբերությունները

Ձևը միակ բանը չէ, որ տարբերում է պրիզմատիկ և գլանաձև բջիջները:Մյուս կարևոր տարբերությունները ներառում են դրանց չափերը, էլեկտրական միացումների քանակը և դրանց հզորությունը:

Չափը

Պրիզմատիկ բջիջները շատ ավելի մեծ են, քան գլանաձև բջիջները և, հետևաբար, յուրաքանչյուր բջջի մեջ ավելի շատ էներգիա են պարունակում:Տարբերության մասին մոտավոր պատկերացում կազմելու համար մեկ պրիզմատիկ բջիջը կարող է պարունակել նույն քանակությամբ էներգիա, որքան 20-ից 100 գլանաձև բջիջ:Գլանաձև բջիջների ավելի փոքր չափը նշանակում է, որ դրանք կարող են օգտագործվել ավելի քիչ էներգիա պահանջող ծրագրերի համար:Արդյունքում, դրանք օգտագործվում են ավելի լայն կիրառությունների համար:

Միացումներ

Քանի որ պրիզմատիկ բջիջներն ավելի մեծ են, քան գլանաձև բջիջները, ավելի քիչ բջիջներ են անհրաժեշտ նույն քանակությամբ էներգիա ստանալու համար:Սա նշանակում է, որ նույն ծավալի համար մարտկոցները, որոնք օգտագործում են պրիզմատիկ բջիջներ, ունեն ավելի քիչ էլեկտրական միացումներ, որոնք պետք է եռակցվեն:Սա պրիզմատիկ բջիջների հիմնական առավելությունն է, քանի որ արտադրական թերությունների ավելի քիչ հնարավորություններ կան:

Ուժ

Գլանաձև բջիջները կարող են ավելի քիչ էներգիա կուտակել, քան պրիզմատիկ բջիջները, բայց նրանք ավելի մեծ ուժ ունեն:Սա նշանակում է, որ գլանաձև բջիջները կարող են ավելի արագ լիցքաթափել իրենց էներգիան, քան պրիզմատիկ բջիջները:Պատճառն այն է, որ նրանք ավելի շատ միացումներ ունեն մեկ ամպ-ժամում (Ah):Արդյունքում, գլանաձև բջիջները իդեալական են բարձր արդյունավետության կիրառման համար, մինչդեռ պրիզմատիկ բջիջները իդեալական են էներգիայի արդյունավետությունը օպտիմալացնելու համար:

Բարձր արդյունավետությամբ մարտկոցների կիրառման օրինակներ են Formula E մրցարշավային մեքենաները և Ingenuity ուղղաթիռը Մարսի վրա:Երկուսն էլ պահանջում են ծայրահեղ ներկայացումներ էքստրեմալ միջավայրերում:

Ինչու պրիզմատիկ բջիջները կարող են տիրանալ

Էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերությունը արագ զարգանում է, և անորոշ է, թե պրիզմատիկ բջիջները կգերակայեն, թե գլանաձև բջիջները:Ներկա պահին գլանաձև բջիջներն ավելի տարածված են էլեկտրաէներգիայի արտադրության ոլորտում, սակայն կան պատճառներ մտածելու, որ պրիզմատիկ բջիջները ժողովրդականություն կստանան:

Նախ, պրիզմատիկ բջիջները հնարավորություն են տալիս նվազեցնել ծախսերը՝ նվազեցնելով արտադրական քայլերի քանակը:Դրանց ձևաչափը հնարավորություն է տալիս ավելի մեծ բջիջներ արտադրել, ինչը նվազեցնում է մաքրման և եռակցման կարիք ունեցող էլեկտրական միացումների քանակը:

Պրիզմատիկ մարտկոցները նաև իդեալական ձևաչափ են լիթիում-երկաթի ֆոսֆատ (LFP) քիմիայի համար՝ ավելի էժան և մատչելի նյութերի խառնուրդ:Ի տարբերություն այլ քիմիայի, LFP մարտկոցներն օգտագործում են ռեսուրսներ, որոնք կան մոլորակի վրա ամենուր:Նրանք չեն պահանջում հազվագյուտ և թանկարժեք նյութեր, ինչպիսիք են նիկելը և կոբալտը, որոնք բարձրացնում են այլ տեսակի բջիջների արժեքը:

Կան ուժեղ ազդանշաններ, որ LFP պրիզմատիկ բջիջները առաջանում են:Ասիայում EV արտադրողներն արդեն օգտագործում են LiFePO4 մարտկոցներ՝ LFP մարտկոցի տեսակ պրիզմատիկ ձևաչափով:Tesla-ն նաև հայտարարել է, որ սկսել է օգտագործել Չինաստանում արտադրված պրիզմատիկ մարտկոցներ իր մեքենաների ստանդարտ շարքի տարբերակների համար:

LFP-ի քիմիան, այնուամենայնիվ, ունի կարևոր բացասական կողմեր:Առաջին հերթին, այն պարունակում է ավելի քիչ էներգիա, քան ներկայումս օգտագործվող այլ քիմիաները, և, որպես այդպիսին, չի կարող օգտագործվել բարձր արդյունավետությամբ մեքենաների համար, ինչպիսիք են Ֆորմուլա 1-ի էլեկտրական մեքենաները:Բացի այդ, մարտկոցի կառավարման համակարգերը (BMS) դժվարանում են կանխատեսել մարտկոցի լիցքավորման մակարդակը:

Այս մասին ավելին իմանալու համար կարող եք դիտել այս տեսանյութըLFPքիմիան և ինչու է այն դառնում ժողովրդականություն: