Was ist eine zylindrische Zelle?

Eine zylindrische Zelle ist eine Art wiederaufladbare (oder manchmal primäre) Batterie, bei der die Kernkomponenten aufgerollt ("Jelly Roll") und in einem starren,mit einer Breite von nicht mehr als 20 mm,Sie gehören zu den häufigsten und erwachsensten Batterieformfaktoren.

Hier ist eine Aufschlüsselung ihrer Hauptmerkmale:

Form

Wie der Name schon sagt, haben sie eine zylindrische Form, ähnlich einer Standard-AA- oder AAA-Batterie, aber oft viel größer.

Strukturelle Zusammensetzung

Eine typische zylindrische Zelle besteht aus einem Gehäuse, einer Kappe, einer positiven Elektrode, einer negativen Elektrode, einem Separator, einem Elektrolyt, einem PTC-Element, einer Dichtung, einem Sicherheitsventil usw.das Batteriegehäuse ist das negative Endgerät der BatterieDas Batteriegehäuse besteht aus vernickelter Stahlplatte.

• • Jelly Roll: Der Kern besteht aus dünnen Blättern aus Anodenmaterial, Kathodenmaterial und einem Separator, die zu einer Spirale ("Jelly Roll") zusammengerollt werden.

  • Metallkanne: Die Gelee-Rolle wird in einen langlebigen Metallzylinder eingesetzt, der eine hervorragende mechanische Stabilität und Schutz bietet.

  • Elektrolyt: Flüssiger Elektrolyt füllt den Raum innerhalb der Dose und zwischen den Elektrodenlagen.

  • Endgeräte: Positive (+) und negative (-) Endgeräte befinden sich an jedem Ende des Zylinders.während das negative Ende die flache Basis ist (oder umgekehrt je nach Konstruktion).

  • Sicherheitsventilation: Ein kritisches Merkmal, das zum Bruch und zur Freisetzung des Drucks bestimmt ist, wenn sich aufgrund von Überhitzung oder Fehlfunktion ein inneres Gas ansammelt, wodurch eine Explosion verhindert wird.

Gemeinsame Modelle

Zylindrische Lithium-Ionen-Zellen werden in der Regel durch fünf Ziffern dargestellt.Die dritte und vierte Ziffer geben die Höhe der Batterie an., und die fünfte Ziffer zeigt die Rundheit an. Zu den gängigen zylindrischen Zellmodellen gehören:

• 18650:Der berühmteste Typ. ~18mm Durchmesser, ~65mm Höhe.

• 21700:~21mm Durchmesser, ~70mm Höhe. Immer beliebter, bietet höhere Kapazität / Leistung als 18650. In neueren Tesla-Modellen, E-Bikes, Elektrowerkzeugen verwendet.

• 26650:Häufig in Anwendungen mit höherer Leistung wie größeren Taschenlampen oder Solarspeicher verwendet.

• 4680:~46mm Durchmesser, ~80mm Höhe, Teslas neueres, größeres Format für höhere Energiedichte, Leistung und vereinfachte Fertigung.

• Andere:Es gibt viele andere Größen (14500, 10440, 32650 usw.).

Vorteile

• Reif und bewährt: Jahrzehntelange Verfeinerung der Fertigung führt zu hoher Zuverlässigkeit und gleichbleibender Qualität.
• Robust & Langlebig: Die starre Metallhülle bietet eine hervorragende mechanische Festigkeit, Zerkleinernsfestigkeit und Schutz.
• Ausgezeichnetes thermisches Management: Die zylindrische Form und das Metall können die während des Betriebs erzeugte Wärme effizient in die Außenumgebung oder in ein Kühlsystem übertragen.Dies ist entscheidend für Leistung und Sicherheit..
• Produktionseffizienz: Es gibt hochautomatisierte Produktionslinien mit hohem Volumen, wodurch die Kosten relativ niedrig bleiben.
• Standardisierung: Standardgrößen ermöglichen eine einfachere Integration in verschiedene Batteriepacks und Kompatibilität zwischen Herstellern.
• Sicherheit: Das starke Gehäuse enthält interne Ausfälle gut, und die Drucköffnung bietet eine kritische Sicherheitsfreigabe.

Nachteile

• Verpackungsunwirksamkeit: Bei Verpackung in ein rechteckiges Batteriemodul/Einpackung erzeugt die inhärente runde Form leere Räume ("Leere") zwischen den Zellen,Verringerung der Gesamtvolumenenergiedichte desVerpackungIm Vergleich zu prismatischen oder Taschenzellen.
• Komplexe Batteriepacks: Der Bau großer Batteriepacks erfordert viele einzelne Zellen (Tausende in einem EV) sowie komplexe Verkabelungen, Busbars und Batteriemanagementsystem (BMS) -Verbindungen.
• Gewicht: Das Metallgehäuse erhöht das Gewicht im Vergleich zu den Taschenzellen.
• Thermischer Gradient: In sehr großen zylindrischen Zellen (wie 4680) kann es eine Herausforderung sein, die Wärme gleichmäßig über die größere Gelee-Rolle zu verwalten.

Gemeinsame Anwendungen

• Elektrofahrzeuge: Tesla (historisch 18650/21700, heute 4680), Lucid, Rivian und andere.
• Elektrische Fahrräder/Roller
• Elektrowerkzeuge(Bohrmaschinen, Sägen usw.)
• Laptop-Computer
• Taschenlampen
• Portable Elektronik
• Verbraucherelektronik (Vapes usw.)
• Stationäre Energiespeichersysteme (ESS)

Im Wesentlichen

Eine zylindrische Zelle ist ein robustes, standardisiertes und zuverlässiges Batteriedesign, bei dem die Elektroden in eine Spirale gerollt und in einem starken Metallrohr untergebracht werden.Dauerhaftigkeit, und ausgereifte Fertigung machen es zu einer beherrschenden Wahl, insbesondere für Anwendungen, die trotz einiger Ineffizienz der Verpackung eine hohe Leistung und Zuverlässigkeit erfordern.Die starke Abhängigkeit von Tesla von ihnen für Elektrofahrzeuge hat ihre Bekanntheit in den letzten Jahren erheblich erhöht.