مقدمة عن عمليات التغليف الرئيسية الثلاث لبطاريات الليثيوم

تُصنّف بطاريات الليثيوم أيون إلى بطاريات مربعة، وبطاريات مرنة، وبطاريات أسطوانية، وذلك تبعًا لعمليات التغليف المختلفة. حاليًا، تُهيمن البطاريات المربعة على سوق الطاقة، بينما تُهيمن البطاريات المرنة على سوق المنتجات الرقمية، أما البطاريات الأسطوانية فتستحوذ على حصة متزايدة من السوق نظرًا لانخفاض تكلفتها. ما هي خصائصها؟

مربع بطارية

سمات: الغلاف الخارجي مصنوع من سبائك الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ، أما الغلاف الداخلي فيتم لفه أو ترقيقه. ويُستخدم هذا النوع من البطاريات على نطاق واسع في الصين، حيث يُستخدم غلاف الألومنيوم عالي الكثافة الطاقية بشكل شائع في مجال بطاريات الطاقة للسيارات.

المزايا: حماية جيدة للخلايا، بطارية أسطوانية فائقة الأمان، هيكل بسيط، كثافة طاقة عالية، ومتطلبات منخفضة لنظام إدارة البطارية (BMS).

العيوب: أنواع عديدة، صعوبة توحيد العمليات، انخفاض مستوى الأتمتة، اختلافات كبيرة في المونومرات، و...شريكعمر البطارية قصير.

بطارية مرنة

سمات: على غرار المواد والعمليات المستخدمة في بطاريات الغلاف الصلب التقليدية، يكمن السر في طبقة الألومنيوم والبلاستيك المركبة (المقسمة إلى ثلاث طبقات).

المزايا: مستوى أمان جيد، احتمال انفجار منخفض؛ كثافة طاقة عالية ووزن خفيف.

العيوب: عدم وجود معايير موحدة، ارتفاع التكلفة، استيراد أغشية الألومنيوم والبلاستيك، وضعف التناسق.

بطارية أسطوانية

سمات: أقدمها تصنيعاً، مع نماذج مثل 18650 و2170 و4680.

المزايا: تقنية ناضجة، كفاءة إنتاج عالية، تكلفة منخفضة، معدل إنتاج جيد، اتساق وأمان.

العيوب: غلاف فولاذي ثقيل، طاقة نوعية منخفضة، استخدام منخفض للمساحة، موصلية حرارية شعاعية ضعيفة، سعة بطارية واحدة صغيرة، فقدان اتصال معقد وإدارة نظام إدارة البطارية للمركبات الكهربائية.

مقارنة بين ثلاثة أنواع من التغليف

مربعالعملية بسيطة، وحماية خلايا البطارية وكثافة الطاقة جيدة، ولكن هناك العديد من النماذج ولا توجد معايير موحدة، مما يجعل توحيد العملية صعباً. ويتزايد حالياً استخدام تقنية التكديس.

عبوة ناعمة: كثافة طاقة عالية، وقوة منخفضة، ومتطلبات عالية للتصنيع والتجميع.

أسطواني: تتميز هذه التقنية بتوحيد قياسي جيد، وتكنولوجيا ناضجة، وأتمتة عالية، وتكلفة منخفضة، واتساق قوي. مع ذلك، يؤدي ضعف التوصيل الحراري الشعاعي إلى انخفاض سعة الوحدة الواحدة، ومشاكل بارزة في إدارة الحرارة وكثافة الطاقة للمجموعة.

مكمل لطريقة التعبئة والتغليف

تنقسم عملية التغليف إلى مرحلتين: اللف والتصفيح. لا يمكن تغليف الأسطوانات إلا باللف، بينما لا يمكن تغليف العبوات اللينة إلا بالتصفيح، أما العبوات المربعة فيمكن تغليفها بأي من المرحلتين. وبعد اختيار الشركة لهذه المرحلة، يصعب تغييرها عادةً إلا في حال حدوث تغيير جوهري في عملية التغليف.