Apa perbedaan antara baterai lithium prismatik dan silinder?

Baterai prismatik adalah baterai yang komponen kimianya terbungkus dalam wadah kaku. Bentuk persegi panjangnya memungkinkan beberapa sel ditumpuk secara efisien dalam modul baterai. Ada dua jenis baterai prismatik: Lembaran elektroda (anoda, pemisah, katoda) di dalam wadah ditumpuk atau digulung dan diratakan. Untuk volume yang sama, baterai prismatik yang ditumpuk dapat melepaskan lebih banyak energi dalam satu waktu, memberikan kinerja yang lebih baik, sedangkan baterai prismatik yang diratakan menyimpan lebih banyak energi, memberikan daya tahan yang lebih tinggi, dan baterai prismatik terutama digunakan dalam Penyimpanan Energi Sistem dan kendaraan listrik. Ukurannya yang lebih besar membuatnya tidak cocok untuk perangkat kecil seperti sepeda listrik dan telepon seluler. Oleh karena itu, lebih cocok untuk aplikasi yang membutuhkan banyak energi.

Baterai silinder adalah baterai yang terbungkus dalam wadah silinder yang kaku.Baterai silinderBaterai silinder berukuran kecil dan bulat, sehingga dapat ditumpuk dalam perangkat dengan berbagai ukuran. Tidak seperti bentuk baterai lainnya, bentuknya mencegah pemuaian, fenomena yang tidak diinginkan di mana gas menumpuk di dalam wadah baterai. Baterai silinder pertama kali digunakan di laptop, yang berisi tiga hingga sembilan sel. Kemudian popularitasnya meningkat ketika Tesla menggunakannya di mobil listrik pertamanya (Roadster dan Model S), yang berisi 6.000 hingga 9.000 sel.

Baterai silinder juga digunakan dalam sepeda listrik, perangkat medis, dan satelit. Karena bentuknya, baterai ini juga sangat penting dalam eksplorasi ruang angkasa; bentuk sel lain akan berubah bentuk karena tekanan atmosfer. Misalnya, rover terakhir yang dikirim ke Mars menggunakan baterai silinder. Mobil balap listrik berperforma tinggi Formula E menggunakan sel baterai yang sama persis dengan rover tersebut.

Perbedaan utama antara baterai persegi dan silinder:

1. Bentuk bukanlah satu-satunya faktor yang membedakan sel persegi dan silinder. Perbedaan penting lainnya meliputi ukuran, jumlah sambungan listrik, dan daya keluaran.
2. Ukuran:Baterai persegiBaterai prisma jauh lebih besar daripada baterai silinder, sehingga setiap selnya mengandung lebih banyak energi. Untuk memberikan gambaran kasar tentang perbedaannya, satu baterai prisma dapat mengandung jumlah energi yang sama dengan 20 hingga 100 baterai silinder. Ukuran baterai silinder yang lebih kecil berarti baterai ini dapat digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan daya lebih rendah. Oleh karena itu, baterai ini digunakan dalam berbagai aplikasi yang lebih luas.
3. Koneksi: Karena baterai prismatik lebih besar daripada baterai silinder, lebih sedikit baterai yang dibutuhkan untuk mendapatkan jumlah energi yang sama. Ini berarti bahwa untuk volume yang sama, baterai yang menggunakan baterai prismatik membutuhkan lebih sedikit sambungan listrik yang perlu disolder. Ini adalah keuntungan utama dari baterai prismatik karena mengurangi kemungkinan cacat produksi.
4. Energi: Baterai silinder mungkin menyimpan energi lebih sedikit daripada baterai prisma, tetapi memiliki daya lebih besar. Ini berarti baterai silinder dapat melepaskan energi lebih cepat daripada baterai prisma. Alasannya adalah karena baterai silinder memiliki lebih banyak koneksi per ampere-jam (Ah). Oleh karena itu, baterai silinder ideal untuk aplikasi berkinerja tinggi, sedangkan baterai prisma ideal untuk mengoptimalkan efisiensi energi.
5. Contoh aplikasi baterai berkinerja tinggi meliputi balap Formula E dan helikopter Ingenuity di Mars. Keduanya membutuhkan kinerja yang sangat tinggi di lingkungan ekstrem.

Mengapa sel prismatik mungkin digantikan?

Industri kendaraan listrik berkembang pesat, dan belum jelas apakah sel prismatik atau silinder akan lebih dominan. Saat ini, sel silinder lebih banyak digunakan di industri kendaraan listrik, tetapi ada alasan untuk berpikir bahwa sel prismatik akan semakin populer. Pertama, sel prismatik menawarkan peluang untuk mengurangi biaya dengan mengurangi tahapan manufaktur. Formatnya memungkinkanmitramemungkinkan pembuatan sel yang lebih besar, yang mengurangi jumlah sambungan listrik yang perlu dibersihkan dan disolder.

Sel prismatik juga merupakan format ideal untuk kimia litium besi fosfat (LFP), campuran material yang lebih murah dan lebih mudah didapatkan. Tidak seperti kimia lainnya, baterai LFP menggunakan sumber daya yang ditemukan di seluruh planet. Baterai ini tidak memerlukan material langka dan mahal seperti nikel dan kobalt, yang meningkatkan biaya jenis baterai lainnya.

Terdapat sinyal kuat bahwa sel prismatik LFP semakin populer. Di Asia, produsen kendaraan listrik sudah menggunakan baterai LiFePO4, bentuk prismatik dari sel LFP. Tesla juga mengatakan telah mulai menggunakan sel prismatik buatan China pada versi standar mobilnya.

Namun, kimia LFP memiliki beberapa kekurangan penting. Pertama, kandungan energinya lebih rendah daripada kimia lain yang saat ini digunakan, sehingga tidak dapat digunakan pada kendaraan berkinerja tinggi seperti kendaraan listrik Formula 1. Selain itu, sistem manajemen baterai (BMS) kesulitan memprediksi tingkat pengisian daya baterai.

Baterai Prisma dalam Sistem Penyimpanan Energi

Sistem penyimpanan energiSistem penyimpanan energi (ESS) sama pentingnya dengan kendaraan listrik dalam hal kebutuhan produksi paket baterai. ESS sudah menggunakan baterai prismatik, dan kemungkinan akan terus menggunakannya. Baterai prismatik memiliki masa pakai siklus yang lebih lama, kurang berbahaya, dan berbiaya rendah dibandingkan dengan baterai silinder.

Sel silinder 4680 Tesla mungkin merupakan baterai yang paling menonjol saat ini dengan desain sel yang ringkas, kepadatan energi yang tinggi, dan biaya produksi yang rendah. Namun baru-baru ini, Tesla mulai menggunakannya di beberapa modelnya. Sel silinder 4680 belum digantikan oleh sel prismatik, tetapi langkah Tesla selanjutnya akan menentukan masa depan. Akankah mereka mengganti kimia nikel-kobalt-aluminium-oksida (NCA) dari 4680 dengan kimia LFP? Jika ya, akankah mereka beralih ke sel prismatik, yang merupakan bentuk kimia yang lebih disukai? Dengan meningkatnya biaya bahan baku di seluruh dunia, ini adalah kemungkinan yang besar.