1. a . คืออะไรแบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอก?

1).ความหมายของแบตเตอรี่ทรงกระบอก

แบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอกแบ่งออกเป็นระบบต่างๆ ของลิเธียมไอรอนฟอสเฟต ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ ลิเธียมแมงกาเนต โคบอลต์แมงกานีสไฮบริด และวัสดุแบบไตรภาคเปลือกนอกแบ่งออกเป็นสองประเภท: เปลือกเหล็กและโพลีเมอร์ระบบวัสดุที่แตกต่างกันมีข้อดีที่แตกต่างกันในปัจจุบัน กระบอกสูบส่วนใหญ่เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตทรงกระบอกเปลือกเหล็ก ซึ่งมีลักษณะความจุสูง แรงดันไฟขาออกสูง ประจุที่ดีและประสิทธิภาพรอบการคายประจุที่ดี แรงดันไฟขาออกที่เสถียร กระแสไฟไหลออกมาก ประสิทธิภาพเคมีไฟฟ้าที่เสถียร และใช้ปลอดภัย ช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโคมไฟพลังงานแสงอาทิตย์ โคมไฟสนามหญ้า พลังงานสำรอง เครื่องมือไฟฟ้า โมเดลของเล่น

2).โครงสร้างแบตเตอรี่ทรงกระบอก

โครงสร้างของแบตเตอรี่ทรงกระบอกทั่วไปประกอบด้วย: เปลือก, ฝาปิด, อิเล็กโทรดบวก, อิเล็กโทรดลบ, ตัวคั่น, อิเล็กโทรไลต์, องค์ประกอบ PTC, ปะเก็น, วาล์วนิรภัย ฯลฯ โดยทั่วไปเคสแบตเตอรี่คืออิเล็กโทรดลบของแบตเตอรี่ ฝาปิดคือ ขั้วไฟฟ้าบวกของแบตเตอรี่ และกล่องแบตเตอรี่ทำจากแผ่นเหล็กชุบนิกเกิล

3).ข้อดีของแบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอก

แบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอกมีระยะเวลาในการพัฒนานานที่สุด มาตรฐานที่สูงขึ้น เทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่มากขึ้น ให้ผลผลิตสูงและต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับซอฟต์แพ็คและแบตเตอรี่ลิเธียมสี่เหลี่ยมจัตุรัส

· เทคโนโลยีการผลิตขั้นสูง ต้นทุนแพ็คต่ำ ผลผลิตแบตเตอรี่สูง และประสิทธิภาพการกระจายความร้อนที่ดี
· แบตเตอรี่ทรงกระบอกได้สร้างชุดข้อกำหนดและรุ่นมาตรฐานที่เป็นหนึ่งเดียวในระดับสากลด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนาเต็มที่และเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมากอย่างต่อเนื่อง
· กระบอกสูบมีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่และกระจายความร้อนได้ดี
· แบตเตอรี่ทรงกระบอกโดยทั่วไปเป็นแบตเตอรี่แบบปิดผนึก และไม่มีปัญหาในการบำรุงรักษาระหว่างการใช้งาน
· เปลือกแบตเตอรี่มีความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าสูง และจะไม่มีปรากฏการณ์ใดๆ เช่น การขยายตัวของแบตเตอรี่บรรจุภัณฑ์แบบเหลี่ยมและยืดหยุ่นระหว่างการใช้งาน

4).วัสดุแคโทดแบตเตอรี่ทรงกระบอก

ปัจจุบันวัสดุแคโทดแบตเตอรี่ทรงกระบอกเชิงพาณิชย์หลักส่วนใหญ่ประกอบด้วยลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (LiCoO2) ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ (LiMn2O4) ไตรภาค (NMC) ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4) เป็นต้น แบตเตอรี่ที่มีระบบวัสดุต่างกันมีลักษณะแตกต่างกัน มีรายละเอียดดังนี้:

5）.วัสดุแอโนดสำหรับแบตเตอรี่ทรงกระบอก

วัสดุแอโนดแบตเตอรี่ทรงกระบอกแบ่งคร่าวๆ ออกเป็น 6 ประเภท: วัสดุคาร์บอนแอโนด วัสดุแอโนดโลหะผสม วัสดุแอโนดแบบดีบุก วัสดุแอโนดโลหะทรานซิชันไนไตรด์ที่ประกอบด้วยลิเธียม วัสดุระดับนาโน และวัสดุนาโนแอโนด

· วัสดุแอโนดของวัสดุคาร์บอนนาโน: วัสดุแอโนดที่ใช้จริงในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นเป็นวัสดุคาร์บอน เช่น กราไฟท์ประดิษฐ์ กราไฟท์ธรรมชาติ เมโซเฟสคาร์บอนไมโครสเฟียร์ โค้กปิโตรเลียม คาร์บอนไฟเบอร์ ไพโรไลติกเรซินคาร์บอน เป็นต้น
· วัสดุโลหะผสมแอโนด: รวมถึงโลหะผสมที่มีดีบุกเป็นส่วนประกอบหลัก โลหะผสมที่มีซิลิกอนเป็นส่วนประกอบหลัก โลหะผสมที่มีธาตุเจอร์เมเนียมเป็นส่วนประกอบหลัก โลหะผสมที่มีอลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบหลัก โลหะผสมที่มีธาตุพลวงเป็นพื้นฐาน โลหะผสมที่มีแมกนีเซียมเป็นพื้นฐานขณะนี้ไม่มีผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์
· วัสดุขั้วบวกที่มีดีบุกเป็นส่วนประกอบ: วัสดุขั้วบวกที่มีดีบุกเป็นส่วนประกอบหลักสามารถแบ่งออกเป็นออกไซด์ของดีบุกและออกไซด์ของคอมโพสิตที่มีดีบุกเป็นหลักออกไซด์หมายถึงออกไซด์ของโลหะดีบุกในสถานะความจุต่างๆขณะนี้ไม่มีผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์
· ไม่มีผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์สำหรับวัสดุแอโนดโลหะทรานซิชันไนไตรด์โลหะทรานสิชันที่มีลิเธียม
· วัสดุระดับนาโน: ท่อนาโนคาร์บอน วัสดุโลหะผสมนาโน
· วัสดุนาโนแอโนด: วัสดุนาโนออกไซด์

2. เซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอก

1).ยี่ห้อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทรงกระบอก

แบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอกเป็นที่นิยมในหมู่บริษัทแบตเตอรี่ลิเธียมในญี่ปุ่นและเกาหลีใต้นอกจากนี้ยังมีองค์กรขนาดใหญ่ในประเทศจีนที่ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอกแบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอกแรกสุดถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1992 โดย Sony Corporation of Japan

แบรนด์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทรงกระบอกที่มีชื่อเสียง: Sony, Panasonic, Sanyo, Samsung, LG, BAK, Lishen เป็นต้น

2).ประเภทของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทรงกระบอก

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทรงกระบอกมักจะแสดงด้วยตัวเลขห้าหลักนับจากด้านซ้าย หลักแรกและตัวที่สองหมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของแบตเตอรี่ หลักที่สามและสี่หมายถึงความสูงของแบตเตอรี่ และหลักที่ห้าหมายถึงวงกลมแบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอกมีหลายประเภท แบบทั่วไป ได้แก่ 10400, 14500, 16340, 18650, 21700, 26650, 32650 เป็นต้น

①10440 แบตเตอรี่

แบตเตอรี่ 10440 เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 10 มม. และสูง 44 มม.มีขนาดเดียวกับที่เรามักเรียกกันว่า “No.7 แบตเตอรี่”.ความจุของแบตเตอรี่โดยทั่วไปมีขนาดเล็กเพียงไม่กี่ร้อย mAhส่วนใหญ่จะใช้ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กเช่น ไฟฉาย ลำโพงขนาดเล็ก ลำโพง เป็นต้น

②14500 แบตเตอรี่

แบตเตอรี่ 14500 เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 14 มม. และสูง 50 มม.แบตเตอรี่นี้โดยทั่วไปคือ 3.7V หรือ 3.2Vความจุปกติค่อนข้างเล็ก ใหญ่กว่าแบตเตอรี่ 10440 เล็กน้อยโดยทั่วไปคือ 1600mAh โดยมีประสิทธิภาพการคายประจุที่เหนือกว่าและการใช้งานส่วนใหญ่ ส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เช่น เสียงไร้สาย ของเล่นไฟฟ้า กล้องดิจิตอล ฯลฯ

③16340 แบตเตอรี่

แบตเตอรี่รุ่น 16340 เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 16 มม. และสูง 34 มม.แบตเตอรี่นี้ใช้ในไฟฉายที่มีแสงจ้า, ไฟฉาย LED, ไฟหน้า, ไฟเลเซอร์, อุปกรณ์ให้แสงสว่าง ฯลฯ มักปรากฏขึ้น

④แบตเตอรี่ 18650

แบตเตอรี่ 18650 เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 18 มม. และสูง 65 มม.คุณลักษณะที่ใหญ่ที่สุดคือมีความหนาแน่นของพลังงานสูงมาก เกือบถึง 170 Wh/kgดังนั้นแบตเตอรี่นี้จึงเป็นแบตเตอรี่ที่ค่อนข้างคุ้มค่าเรามักจะเห็นแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ที่ฉันเห็นเป็นแบตเตอรี่ประเภทนี้เพราะเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมที่โตเต็มที่มีคุณภาพระบบที่ดีและมีความเสถียรในทุกด้านและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่มีความจุแบตเตอรี่ประมาณ 10 kWh เช่นในมือถือ โทรศัพท์ แล็ปท็อป และเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กอื่นๆ

⑤ แบตเตอรี่ 21700

แบตเตอรี่ 21700 เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 21 มม. และสูง 70 มม.เนื่องจากปริมาณและการใช้พื้นที่ที่เพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์แบตเตอรี่และระบบสามารถปรับปรุงได้ และความหนาแน่นของพลังงานเชิงปริมาตรนั้นสูงกว่าแบตเตอรี่ประเภท 18650 ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในยานพาหนะดิจิทัล รถยนต์ไฟฟ้า รถยนต์ทรงตัว ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ ไฟถนนแบตเตอรี่ ไฟ LED เครื่องมือไฟฟ้า ฯลฯ

⑥ แบตเตอรี่ 26650

แบตเตอรี่ 26650 เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 26 มม. และสูง 65 มม.มีแรงดันไฟระบุ 3.2V และความจุระบุ 3200mAhแบตเตอรี่นี้มีความจุที่ยอดเยี่ยมและมีความสม่ำเสมอสูงและค่อยๆ กลายเป็นเทรนด์ที่จะเปลี่ยนแบตเตอรี่ 18650ผลิตภัณฑ์จำนวนมากในแบตเตอรี่พลังงานจะค่อยๆ ชอบสิ่งนี้

⑦แบตเตอรี่32650

แบตเตอรี่ 32650 เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 32 มม. และสูง 65 มม.แบตเตอรี่นี้มีกำลังการคายประจุอย่างต่อเนื่องที่แข็งแกร่ง ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับของเล่นไฟฟ้า อุปกรณ์สำรองไฟ แบตเตอรี่ UPS ระบบผลิตพลังงานลม และระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานลมและพลังงานลมไฮบริด

3. การพัฒนาตลาดแบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอก

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทรงกระบอกส่วนใหญ่มาจากการพัฒนาการวิจัยเชิงนวัตกรรมและการประยุกต์ใช้วัสดุแบตเตอรี่ที่สำคัญการพัฒนาวัสดุใหม่จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ปรับปรุงคุณภาพ ลดต้นทุน และปรับปรุงความปลอดภัยเพื่อตอบสนองความต้องการของแอพพลิเคชั่นดาวน์สตรีมเพื่อเพิ่มพลังงานจำเพาะของแบตเตอรี่ ในอีกด้านหนึ่ง วัสดุที่มีความจุจำเพาะสูงสามารถใช้ได้ และในทางกลับกัน วัสดุไฟฟ้าแรงสูงสามารถใช้โดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทรงกระบอกพัฒนาจากแบตเตอรี่ 14500 เป็นแบตเตอรี่เทสลา 21700ในการพัฒนาระยะใกล้และระยะกลาง ในขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพระบบที่มีอยู่ของเทคโนโลยีแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออน เพื่อตอบสนองความต้องการการพัฒนาขนาดใหญ่ของรถยนต์พลังงานใหม่ เพื่อพัฒนาแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออนใหม่ เพื่อมุ่งเน้นการปรับปรุงเทคโนโลยีที่สำคัญเช่น ความปลอดภัย ความสม่ำเสมอ และอายุยืน และดำเนินการวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่พลังงานระบบใหม่พร้อมๆ กัน

สำหรับการพัฒนาระยะกลางถึงระยะยาวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทรงกระบอก ในขณะที่ยังคงเพิ่มประสิทธิภาพและอัพเกรดแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมไอออนใหม่ เน้นการวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่พลังงานระบบใหม่ ซึ่งเพิ่มพลังงานเฉพาะอย่างมากและลดต้นทุน ดังนั้น เพื่อให้ได้แบตเตอรี่พลังงานขนาดใหญ่ที่ใช้งานได้จริงของแอปพลิเคชันระบบใหม่

4. การเปรียบเทียบแบตเตอรีลิเธียมทรงกระบอกและแบตเตอรีลิเธียมสี่เหลี่ยม

1).รูปร่างแบตเตอรี่: ขนาดสี่เหลี่ยมจัตุรัสสามารถออกแบบได้ตามต้องการ แต่ไม่สามารถเปรียบเทียบแบตเตอรี่ทรงกระบอกได้

2).ลักษณะอัตรา: ข้อ จำกัด กระบวนการของหูขั้วหลายขั้วแบตเตอรี่ทรงกระบอกเชื่อม ลักษณะอัตรานั้นแย่กว่าแบตเตอรี่หลายขั้วสี่เหลี่ยมเล็กน้อย

3).แท่นปล่อย: แบตเตอรี่ลิเธียมใช้วัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบและอิเล็กโทรไลต์เดียวกันตามทฤษฎีแล้ว แท่นปล่อยควรเหมือนกัน แต่แท่นปล่อยในแบตเตอรี่ลิเธียมทรงสี่เหลี่ยมจะสูงกว่าเล็กน้อย

4).คุณภาพของผลิตภัณฑ์: กระบวนการผลิตของแบตเตอรี่ทรงกระบอกค่อนข้างสมบูรณ์ ชิ้นส่วนขั้วมีความน่าจะเป็นต่ำของข้อบกพร่องในการตัดทุติยภูมิ และวุฒิภาวะและระบบอัตโนมัติของกระบวนการคดเคี้ยวค่อนข้างสูงกระบวนการเคลือบยังคงเป็นแบบกึ่งแมนนวลซึ่งก็คือคุณภาพของแบตเตอรี่มีผลเสีย

5）.การเชื่อมแบบดึง: ตัวเชื่อมแบตเตอรี่ทรงกระบอกนั้นเชื่อมได้ง่ายกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบเหลี่ยมแบตเตอรี่ลิเธียมทรงสี่เหลี่ยมมีแนวโน้มที่จะเกิดการเชื่อมที่ผิดพลาดซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของแบตเตอรี่

6).แพ็คเป็นกลุ่ม: แบตเตอรี่ทรงกระบอกใช้งานง่ายกว่า ดังนั้นเทคโนโลยี PACK จึงเรียบง่ายและกระจายความร้อนได้ดีปัญหาการกระจายความร้อนควรได้รับการแก้ไขเมื่อแพ็คแบตเตอรี่ลิเธียมสี่เหลี่ยมจัตุรัส

7).ลักษณะโครงสร้าง: กิจกรรมทางเคมีที่มุมของแบตเตอรี่ลิเธียมสี่เหลี่ยมนั้นไม่ดี ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างง่ายดายหลังจากใช้งานเป็นเวลานาน และอายุแบตเตอรี่สั้น

5. การเปรียบเทียบแบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอกและแบตเตอรี่ลิเธียมแบบซอฟต์แพ็ค

1).ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็คนั้นดีกว่าแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็คบรรจุด้วยฟิล์มพลาสติกอะลูมิเนียมในโครงสร้างเมื่อเกิดปัญหาด้านความปลอดภัย โดยทั่วไปแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็คจะบวมและแตก แทนที่จะระเบิดเหมือนเปลือกเหล็กหรือเซลล์แบตเตอรี่เปลือกอะลูมิเนียม;ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยดีกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอก

2).น้ำหนักของแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็คนั้นค่อนข้างเบา น้ำหนักของแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็คนั้นเบากว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเปลือกเหล็กที่มีความจุเท่ากัน 40% และเบากว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเปลือกอลูมิเนียมทรงกระบอก 20%ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็คนั้นมีขนาดเล็กกว่าแบตเตอรี่ลิเธียม ซึ่งสามารถลดการใช้พลังงานของแบตเตอรี่เองได้อย่างมาก

3).ประสิทธิภาพของวงจรของแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็คนั้นดี อายุการใช้งานของแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็คนั้นยาวนานขึ้น และการลดทอน 100 รอบจะน้อยกว่าแบตเตอรี่เปลือกอลูมิเนียมทรงกระบอก 4% ถึง 7%

4).การออกแบบแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็คนั้นยืดหยุ่นมากขึ้น สามารถเปลี่ยนรูปร่างเป็นรูปร่างใดก็ได้ และบางลงก็ได้สามารถปรับแต่งตามความต้องการของลูกค้าและพัฒนาเซลล์แบตเตอรี่รุ่นใหม่ได้แบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอกไม่มีเงื่อนไขนี้

5).เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอก ข้อเสียของแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็คคือความสม่ำเสมอที่ไม่ดี ต้นทุนที่สูงขึ้น และการรั่วไหลของของเหลวต้นทุนสูงสามารถแก้ไขได้ด้วยการผลิตขนาดใหญ่ และการรั่วซึมของของเหลวสามารถแก้ไขได้โดยการปรับปรุงคุณภาพของฟิล์มพลาสติกอะลูมิเนียม