Diferencias técnicas y aplicaciones de las baterías prismáticas con carcasa de aluminio-y las baterías prismáticas de paquete blando-

Con el rápido desarrollo de los mercados de vehículos de nueva energía, sistemas de almacenamiento de energía y suministro de energía industrial, las formas de empaquetado de las baterías de iones de litio- están en constante evolución. Actualmente, las principales baterías prismáticas de litio del mercado se dividen principalmente en dos categorías: baterías prismáticas con carcasa de aluminio-y baterías prismáticas- de paquete blando. Estas dos tecnologías difieren significativamente en el diseño estructural, el desempeño de seguridad, la densidad de energía, el costo de fabricación y los escenarios de aplicación. Comprender sus características es de gran valor de referencia para el diseño de baterías eléctricas, sistemas de almacenamiento de energía y estructuras de paquetes de baterías.

 

 

 

Las baterías prismáticas con carcasa de aluminio-utilizan aluminio como capa exterior, formando una estructura estable mediante soldadura láser o procesos de encapsulación. Estos productos se utilizan ampliamente en vehículos de nueva energía, equipos de almacenamiento de energía y sistemas de energía industriales. Su estructura central suele adoptar una solución de carcasa de aluminio para celdas prismáticas de litio, logrando una alta resistencia mecánica y estabilidad estructural.

 

Las baterías prismáticas-de paquete blando utilizan una película compuesta de aluminio-plástico como material de embalaje exterior, con las celdas internas encapsuladas mediante un proceso de termosellado-. Debido a la mayor flexibilidad del material del embalaje, se pueden conseguir diseños de tamaño más flexibles, ofreciendo ciertas ventajas en el campo del aligeramiento.

 

 

 

Las baterías prismáticas-con carcasa de aluminio ofrecen una alta protección mecánica en condiciones normales de funcionamiento, resistiendo eficazmente los impactos externos y la compresión. Por lo tanto, se utilizan ampliamente en cajas de aluminio para baterías de automóviles y sistemas de almacenamiento de energía a gran-escala.

 

Cuando la presión interna aumenta debido a la carga/descarga, cambios de temperatura o generación de gas, la estructura de la carcasa de aluminio puede exhibir una ligera expansión. En condiciones extremas, se activa una válvula de seguridad para liberar la presión interna, reduciendo así el riesgo.

 

Por el contrario, las baterías tipo bolsa, debido a su encapsulación de película plástica de aluminio-flexible, normalmente se abultan cuando aumenta la presión interna. Su mecanismo de liberación de presión es relativamente suave, lo que reduce la probabilidad de rotura de la carcasa, lo que atrae la atención en algunas aplicaciones ligeras y de electrónica de consumo.

 

 

El rendimiento a baja-temperatura de las baterías-de litio se ve afectado principalmente por el sistema de electrolitos y materiales, pero el método de embalaje también tiene un cierto impacto en el rendimiento.

 

Las baterías prismáticas con carcasa de aluminio-tradicionales se utilizan ampliamente en carcasas de aluminio para soluciones de paquetes de baterías de litio para vehículos eléctricos, manteniendo una buena estabilidad estructural en entornos de baja-temperatura. Sin embargo, a medida que la temperatura disminuye, la resistencia interna de la batería aumenta, lo que lleva a una reducción en la capacidad de descarga-un problema común al que se enfrentan todas las baterías de litio líquido.

 

Las baterías de bolsa, debido a su diseño estructural más flexible, permiten diseños de formas diversas y mejoran la utilización de la capacidad en un espacio limitado, lo que les otorga una ventaja en aplicaciones de alta-energía-densidad.

 

 

En las mismas condiciones de volumen, las baterías de bolsa son generalmente más livianas que las baterías con carcasa de aluminio-porque sus materiales de embalaje son más livianos y contienen una menor proporción de materiales inactivos.

 

Desde una perspectiva estructural, si bien las baterías prismáticas que utilizan cajas de aluminio para baterías LFP aumentan el peso de la carcasa, ofrecen una mejor protección mecánica y confiabilidad del sistema, manteniendo así una posición importante en las baterías de potencia y el almacenamiento de energía.

 

Las baterías de bolsa pueden mejorar aún más la utilización del volumen y la densidad de energía gravimétrica, ofreciendo ventajas para los productos que priorizan el alcance y el diseño liviano.

 

 

La cadena industrial actual de baterías prismáticas con carcasa de aluminio-es muy madura y los materiales, equipos y procesos relacionados logran una producción a gran-escala.

 

Por ejemplo, la carcasa de la batería utilizada en la caja de aluminio para los paquetes de baterías de litio Powerwall tiene una cadena de suministro completa, lo que resulta en costos generales de fabricación relativamente bajos. Además, la estructura de la carcasa de aluminio facilita la producción automatizada y el ensamblaje del paquete, lo que mejora la consistencia de la producción y la confiabilidad del producto.

 

Las baterías-blandas, por otro lado, tienen requisitos más altos en cuanto a materiales de película plástica-de aluminio, procesos de encapsulación y entornos de producción, lo que genera mayores dificultades de fabricación y costos de materiales. Por lo tanto, su costo de producción general suele ser más alto que el de las soluciones con carcasa de aluminio-.

 

 

Las baterías prismáticas-con carcasa de aluminio tienen las siguientes características:

Alta resistencia a la encapsulación y estabilidad estructural;
Gran capacidad de celda única-, lo que facilita la integración del sistema;
Diseño maduro de gestión térmica;
Producción fácil de estandarizar; Ampliamente utilizado en cajas de aluminio para paquetes de baterías LiFePO4 de automóviles y sistemas de almacenamiento de energía.

 

Sin embargo, también tienen ciertas limitaciones:

Muchas especificaciones y modelos de productos;
Dificultad para unificar estándares de automatización;
Baja compatibilidad entre diferentes fabricantes.
Mayor complejidad en el diseño del paquete de baterías.

 

 

Las principales ventajas de las baterías-blandas incluyen:

 

Peso más ligero;
Mayor utilización de volumen;
Mayor libertad de diseño;
Distribución de calor relativamente uniforme;
Adecuado para diseños de productos livianos.

Sus limitaciones se reflejan principalmente en:

Protección externa más débil;
Mayor dependencia de la estructura del módulo;
Requisitos estrictos de transporte y montaje;

Necesidad de un diseño de soporte mecánico más sofisticado durante el uso-a largo plazo.

 

 

En los últimos años, con el rápido desarrollo de vehículos de nueva energía y industrias de almacenamiento de energía, las baterías prismáticas se han convertido gradualmente en la solución principal del mercado.

 

En el campo de los vehículos de nueva energía, los sistemas de baterías de energía que utilizan una caja de aluminio para el paquete de baterías LiFePO4 de autobuses eléctricos EV y una caja de aluminio para el paquete de baterías Lifepo4 de automóviles eléctricos se utilizan ampliamente debido a su estructura confiable y mantenimiento conveniente.

 

En el mercado de vehículos de dos-ruedas y de energía liviana-, la demanda de cajas de aluminio para paquetes de baterías de bicicletas eléctricas y cajas de aluminio para productos relacionados con paquetes de baterías de bicicletas eléctricas de -iones de litio-sigue creciendo, lo que impone mayores exigencias en cuanto a ligereza y seguridad de las baterías.

 

Mientras tanto, el mercado de almacenamiento de energía también está experimentando un rápido crecimiento en la demanda de componentes estructurales como carcasas de aluminio para celdas de baterías de fosfato de hierro y litio, celdas prismáticas LFP y carcasas de aluminio para celdas de litio.

 

 

 

Las baterías prismáticas-con carcasa de aluminio y las baterías prismáticas de bolsa representan dos direcciones de desarrollo diferentes. Las estructuras revestidas de aluminio-, con su alta resistencia mecánica, procesos de fabricación maduros y excelente confiabilidad del sistema, se utilizan ampliamente en baterías y almacenamiento de energía.

 

Las estructuras de bolsa, por otro lado, se basan en sus ventajas de peso ligero y alta densidad de energía, ocupando una posición importante en algunos-escenarios de aplicaciones de alto nivel.

 

En el futuro, con avances continuos en tecnología de materiales, diseño estructural y procesos de fabricación, ya sean carcasas de aluminio para baterías de celdas de litio,carcasas de aluminio con celdas de hierro y litio, o nuevas tecnologías de empaquetado de baterías, impulsarán a la nueva industria energética hacia una mayor seguridad, una mayor densidad de energía y una vida útil más larga.