大きく分けて3つのタイプがあり、リチウムイオン電池(リチウムイオン): 円筒形セル、角形セル、パウチセル。EV 業界では、最も有望な開発は円筒形と角形のセルを中心に展開されています。近年、円筒型電池の形式が最も普及していますが、いくつかの要因により、角型電池がそれに取って代わられる可能性が示唆されています。

とは何ですか角柱状セル

あ角柱状セル化学物質が硬いケースに封入されているセルです。長方形の形状により、バッテリーモジュール内で複数のユニットを効率的に積み重ねることができます。角形電池には 2 つのタイプがあります。ケーシング内の電極シート (アノード、セパレータ、カソード) は積み重ねられるか、丸めて平らになります。

同じ体積の場合、積み重ねられた角柱状セルは一度により多くのエネルギーを放出できるため、パフォーマンスが向上しますが、平らな角柱状セルはより多くのエネルギーを含むため、耐久性が向上します。

角形電池は主にエネルギー貯蔵システムと電気自動車に使用されます。サイズが大きいため、電動自転車や携帯電話などの小型デバイスには適していません。したがって、エネルギーを大量に消費するアプリケーションに適しています。

円筒形セルとは

あ円筒セル硬い円筒缶に封入されたセルです。円筒型セルは小さくて丸いため、あらゆるサイズのデバイスに積み重ねることができます。他の形式のバッテリーとは異なり、その形状により、ケース内にガスが蓄積するバッテリーの望ましくない現象である膨張が防止されます。

円筒形セルはラップトップで最初に使用され、3 ～ 9 個のセルが含まれていました。その後、テスラが 6,000 ～ 9,000 個のセルを搭載した最初の電気自動車 (ロードスターとモデル S) にそれらを使用したことで人気が高まりました。

円筒形セルは、電動自転車、医療機器、人工衛星にも使用されています。また、その形状から宇宙探査にも不可欠です。他のセル形式では、大気圧によって変形する可能性があります。たとえば、火星に送られた最後の探査機は、円筒形のセルを使用して動作します。フォーミュラ E の高性能電気レース カーは、探査車とまったく同じセルをバッテリーに使用しています。

角柱セルと円筒セルの主な違い

角柱型セルと円筒型セルを区別するのは形状だけではありません。その他の重要な違いには、サイズ、電気接続の数、および出力が含まれます。

サイズ

角柱状セルは円筒状セルよりもはるかに大きいため、セルあたりにより多くのエネルギーを含みます。違いを大まかに説明すると、1 つの角柱セルは 20 ～ 100 個の円筒セルと同じ量のエネルギーを含むことができます。円筒型セルのサイズが小さいということは、必要な電力が少ない用途に使用できることを意味します。その結果、より幅広い用途に使用されています。

接続

角柱状セルは円筒状セルよりも大きいため、同じ量のエネルギーを得るために必要なセルの数は少なくなります。これは、同じ体積の場合、角形セルを使用するバッテリーの方が溶接が必要な電気接続が少ないことを意味します。製造上の欠陥が発生する可能性が少ないため、これは角形電池にとって大きな利点です。

力

円筒型セルは角柱型セルよりも蓄えるエネルギーが少ないかもしれませんが、より多くの出力を持っています。これは、円筒型電池は角柱型電池よりも早くエネルギーを放出できることを意味します。その理由は、アンペア時 (Ah) あたりの接続数が多いためです。その結果、円筒型セルは高性能アプリケーションに最適ですが、角型セルはエネルギー効率の最適化に最適です。

高性能バッテリーの応用例には、フォーミュラ E レースカーや火星のインジェニュイティ ヘリコプターなどがあります。どちらも極限環境での極限のパフォーマンスを必要とします。

なぜ角柱状細胞が引き継がれるのか

EV 業界は急速に進化しており、角型セルと円筒型セルのどちらが普及するかは不透明です。現時点では、円筒型セルが EV 業界でより普及していますが、角柱型セルの人気が高まると考える理由があります。

まず、角形電池は製造工程の数を減らすことでコストを削減する機会を提供します。この形式により、より大きなセルの製造が可能になり、洗浄や溶接が必要な電気接続の数が減ります。

角形電池は、より安価で入手しやすい材料の混合物であるリン酸リチウム鉄 (LFP) 化学にとって理想的な形式でもあります。他の化学反応とは異なり、LFP バッテリーは地球上のあらゆる場所にある資源を使用します。他の種類の電池のコストを押し上げるニッケルやコバルトのような希少で高価な材料は必要ありません。

LFP 角形細胞が出現しているという強い兆候があります。アジアでは、EV メーカーがすでに角形の LFP 電池の一種である LiFePO4 電池を使用しています。テスラはまた、自社車の標準仕様車に中国で製造された角形電池の使用を開始したと述べた。

ただし、LFP の化学反応には重要な欠点があります。まず、現在使用されている他の化学物質よりも含まれるエネルギーが少ないため、F1 電気自動車のような高性能車両には使用できません。さらに、バッテリー管理システム (BMS) はバッテリーの充電レベルを予測するのが困難です。

について詳しくは、このビデオをご覧ください。LFP化学とそれが人気を集めている理由。