CÉLULAS PRISMÁTICAS VS. CÉLULAS CILINDRICAS: UMA COMPARAÇÃO

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

Explorando células prismáticas

Células prismáticas representam uma química encerrada dentro de um invólucro rígido, tipicamente com um formato retangular. Este design facilita o empilhamento eficiente de múltiplas células dentro de um módulo de bateria. As células prismáticas vêm em duas variações: folhas de eletrodos empilhadas ou enroladas 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.

Principalmente utilizadas em sistemas de armazenamento de energia e veículos elétricos, as células prismáticas brilham em aplicações que exigem maior capacidade de energia. Seu tamanho maior as torna menos adequadas para dispositivos compactos como celulares ou e-bikes. No entanto, para aplicações de uso intensivo de energia, as células prismáticas surgem como uma escolha confiável.

Revelando células cilíndricas

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

Uma bateria cilíndrica de íons de lítio é caracterizada por seu formato cilíndrico, ganhando assim o nome de "bateria cilíndrica de íons de lítio". Essas baterias são classificadas com base em seus materiais de ânodo e incluem variantes como óxidos de lítio-cobalto (LiCoO2), lítio-manganês (LiMn2O4), lítio-níquel-manganês-cobalto (LiNiMnCoO2 ou NMC), lítio-alumínio-níquel-cobalto (LiNiCoAlO2 ou NCA), fosfato de ferro-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 e-bikes, dispositivos médicos e até satélites, onde seu formato exclusivo garante resistência a variações de pressão atmosférica.

Principais diferenças: tamanho, conexões e potência

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

Tamanho

As células prismáticas são substancialmente maiores do que as células cilíndricas, abrigando 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 exigem menor potência, expandindo seu alcance de uso. As células cilíndricas, como o nome sugere, têm um formato cilíndrico que lembra as tradicionais pilhas AA. As células prismáticas são mais retangulares e planas, enquanto as células de bolsa são flexíveis e geralmente fechadas em uma bolsa macia.

Conexões

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

Potência de saída 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. As células cilíndricas geralmente apresentam melhores capacidades de saída de energia em comparação com células prismáticas. Essa vantagem surge de seu tamanho menor 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 de uso intensivo de energia, onde a entrega de energia estável e sustentada é mais crítica do que rajadas instantâneas.

A Revolução Prismática

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

As 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 complexas durante a produção.

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

À medida que a adoção de células prismáticas LFP ganha força, mudanças notáveis ​​ocorrem. Fabricantes asiáticos de EV incorporam baterias LiFePO4 em formatos prismáticos, enquanto a Tesla introduz baterias prismáticas fabricadas na China para modelos de carros específicos.

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

Aqui está uma comparação lado a lado para ajudar você a entender como esses dois tipos de células diferem:

Qual ​​tipo de célula você deve escolher?

O melhor tipo de célula depende de suas necessidades específicas:

• Escolha células prismáticas se precisar de armazenamento de energia de alta capacidade para sistemas residenciais ou comerciais ou veículos elétricos onde a eficiência de espaço é uma prioridade.
• Opte por células cilíndricas se sua aplicação exigir excelente gerenciamento térmico, durabilidade e modularidade, como em ferramentas elétricas ou eletrônicos de consumo.

Conclusão

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