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CÉLULAS PRISMÁTICAS VS. CÉLULAS CILINDRICAS: UMA COMPARAÇÃO

2023-08-14
A decisão entre baterias prismáticas e cilíndricas de íons de lítio influencia significativamente o desempenho do dispositivo. As diferenças vão além da forma: tamanho, conexões e poder.

No cenário em rápida evolução da tecnologia de baterias, a escolha entre diferentes tipos de baterias de íons de lítio pode afetar significativamente o desempenho e a aplicação de vários dispositivos. ACEAs células prismáticas e cilíndricas da oferecem vantagens e aplicações distintas. Vamos nos aprofundar nas principais diferenças entre esses dois tipos de células e explorar suas possíveis implicações.

 

Explorando células prismáticas

 


 

Células prismáticas representam uma química encerrada em um invólucro rígido, normalmente com uma forma retangular. Esse design facilita o empilhamento eficiente de várias células dentro de um módulo de bateria. As células prismáticas vêm em duas variações: folhas de eletrodos empilhadas ou laminadas e achatadas (ânodo, separador, cátodo). O design de células prismáticas empilhadas permite a liberação de mais energia de uma só vez, melhorando o desempenho. Em contraste, as células prismáticas achatadas oferecem maior armazenamento de energia, aumentando a durabilidade.

 

Utilizadas principalmente em sistemas de armazenamento de energia e veículos elétricos, as células prismáticas se destacam em aplicações que exigem maior capacidade energética. Seu tamanho maior os torna menos adequados para dispositivos compactos como celulares ou e-bikes. No entanto, para aplicações com uso intensivo de energia, as células prismáticas surgem como uma escolha confiável.

 

Desvendando células cilíndricas

 

cylindrical cells

 

Células cilíndricas, como o nome sugere, vêm dentro de latas cilíndricas rígidas. Seu formato redondo e compacto facilita o empilhamento em aparelhos de diversos tamanhos. Esse formato também evita o inchaço causado pelo acúmulo de gás dentro do invólucro, fenômeno que pode comprometer outros formatos de células.

 

Uma bateria cilíndrica de íon-lítio é caracterizada por seu formato cilíndrico, ganhando assim o nome de "bateria cilíndrica de íon-lítio". Essas baterias são classificadas com base em seus materiais de ânodo e incluem variantes como óxidos de cobalto e lítio (LiCoO2), manganês de lítio (LiMn2O4), cobalto de manganês de níquel-lítio (LiNiMnCoO2 ou NMC), cobalto de níquel-alumínio e lítio (LiNiCoAlO2 ou NCA), fosfato de ferro e lítio ( LiFePO4) e titanato de lítio (Li4Ti5O12).

 

Inicialmente popularizadas em laptops, as células cilíndricas deixaram sua marca com o uso da Tesla em veículos elétricos. Essas células são componentes essenciais de bicicletas elétricas, dispositivos médicos e até satélites, onde seu formato exclusivo garante resistência às variações de pressão atmosférica.

 

Principais diferenças: tamanho, conexões e potência

 

As diferenças entre células prismáticas e cilíndricas vão além de suas formas. As distinções notáveis ​​incluem tamanho, número de conexões elétricas e potência de saída.

 

 

 

Tamanho

As células prismáticas são substancialmente maiores do que as células cilíndricas, armazenando mais energia por célula. Para ilustrar, uma única célula prismática pode armazenar tanta energia quanto 20 a 100 células cilíndricas. O tamanho menor das células cilíndricas as torna adequadas para aplicações que requerem menor potência, ampliando sua gama de uso. Células cilíndricas, como o nome sugere, têm uma forma cilíndrica semelhante às pilhas AA tradicionais. As células prismáticas são mais retangulares e planas, enquanto as células em forma de bolsa são flexíveis e muitas vezes encerradas em uma bolsa macia.

 

Conexões

O número de conexões elétricas necessárias em uma bateria é outra diferença crucial. Esse fator afeta diretamente a complexidade geral e a confiabilidade do sistema de bateria. As células prismáticas, por serem maiores e com maior densidade de energia, requerem menos células para atingir uma capacidade de energia específica em comparação com as células cilíndricas. Isso significa que as baterias que usam células prismáticas têm menos conexões elétricas, resultando em menos pontos de falha durante a fabricação e uso. Por outro lado, as células cilíndricas, devido ao seu tamanho menor, requerem mais células para atingir a mesma capacidade energética, levando a um maior número de conexões.

 

Saída de energia e desempenho

A saída de energia é um fator crítico para várias aplicações, desde smartphones que precisam de carregamento rápido até veículos elétricos que exigem alta aceleração. Células cilíndricas geralmente exibem melhores capacidades de saída de energia em comparação com células prismáticas. Essa vantagem decorre de seu menor tamanho e maior número de conexões, permitindo uma entrega de energia mais distribuída. Como resultado, as células cilíndricas são comumente escolhidas para aplicações de alto desempenho, como veículos elétricos e ferramentas elétricas. As células prismáticas, por outro lado, são preferidas para aplicações com uso intensivo de energia, onde o fornecimento de energia estável e sustentado é mais crítico do que rajadas instantâneas.

 

A Revolução Prismática

 

 

A evolução contínua da indústria de veículos elétricos (EV) apresenta uma mudança dinâmica nas preferências de bateria. Embora as células cilíndricas atualmente dominem o setor EV, as células prismáticas apresentam razões convincentes para potencialmente assumir a liderança.

 

Células prismáticas oferecem oportunidades de redução de custos ao simplificar as etapas de fabricação. Seu design maior permite a criação de células maiores, minimizando a necessidade de conexões elétricas intrincadas durante a produção.

 

Além disso, as células prismáticas se alinham bem com a química de fosfato de ferro e lítio (LFP), aproveitando materiais abundantes e econômicos. As baterias LFP dependem de recursos amplamente disponíveis, em contraste com outras químicas dependentes de elementos caros como níquel e cobalto.

 

À medida que a adoção de células prismáticas LFP ganha força, ocorrem mudanças notáveis. Os fabricantes asiáticos de veículos elétricos incorporam baterias LiFePO4 em formatos prismáticos, enquanto a Tesla apresenta baterias prismáticas fabricadas na China para modelos de carros específicos.

 

No entanto, a química LFP apresenta limitações, incluindo menor densidade de energia em comparação com outras químicas, tornando-a inadequada para veículos de alto desempenho. Os sistemas de gerenciamento de bateria também encontram desafios na previsão dos níveis de carga da célula LFP.

 

Conclusão

 

 

A escolha entre células prismáticas e cilíndricas vai além da forma. As considerações abrangem tamanho, conexões e saída de energia, alinhando-se com aplicações distintas e tendências futuras em tecnologia de bateria. À medida que a busca por soluções de energia mais eficientes e sustentáveis ​​continua, a competição entre esses dois tipos de células promove a evolução das inovações alimentadas por bateria. Coincidentemente, ACE oferece baterias prismáticas e cilíndricas. Se você estiver interessado, pode experimentá-los.

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