سلنڊريڪل سيل ڇا آهي؟

سلنڊريڪل سيلز ليٿيم-آئن بيٽريون هونديون آهن جيڪي سڪل سلنڊريڪل ڌاتوءَ جي دٻن ۾ رکيل هونديون آهن جن ۾ اليڪٽروڊز زخم سرپل جي ترتيب ۾ هوندا آهن. اهي برقي توانائي کي ذخيرو ۽ پهچائيندا آهن برقي ڪيميائي رد عملن ذريعي پرت ٿيل انوڊ، ڪيٿوڊ، جدا ڪندڙ، ۽ اليڪٽرولائيٽ مواد.

انهن بيٽرين کي وڏي پئماني تي اپنائڻ حاصل ڪيو ويو آهي ڇاڪاڻ ته انهن جي سلنڈر شڪل قدرتي طور تي اندروني دٻاء ۽ گرمي کي هڪجهڙائي سان ڍڪڻ ۾ ورهائي ٿي. معياري طول و عرض-جهڙوڪ 18650 (18mm قطر، 65mm ڊگھائي) ۽ 21700 (21mm قطر، 70mm ڊگھائي)-انهن کي تيار ڪرڻ لاءِ سڀ کان وڌيڪ خودڪار ۽ قيمتي بيٽري فارميٽ ٺاهيو آهي-. Tesla اليڪٽرڪ گاڏين ۾ سندن استعمال کي مقبول ڪيو، شروعاتي ماڊلن سان گڏ 6,000 کان 9,000 انفرادي سيلز بيٽري پيڪ ۾ گڏ ڪيا ويا.

سلنڈر سيلز جي اندروني فن تعمير ٺاهيندڙن جي وچ ۾ هڪ جهڙي نموني جي پيروي ڪري ٿو. مرڪز ۾ هڪ منڊل آهي جنهن جي چوڌاري اليڪٽرروڊ شيٽ سرپل ٻاهران نڪرندي آهي جنهن کي انجنيئر "جيلي رول" ساخت سڏين ٿا.

ڪيٿوڊ عام طور تي مواد استعمال ڪري ٿو جهڙوڪ ليتيم ڪوبالٽ آڪسائيڊ (LCO)، نڪيل مينگنيز ڪوبالٽ (NMC)، يا ليتيم آئرن فاسفيٽ (LiFePO4). انوڊ گريفائٽ يا سلڪون-بنياد تي مشتمل مرکبات تي مشتمل آهي. هڪ پوليوليفن جدا ڪندڙ جھلي شارٽ سرڪٽ کي روڪيندي آهي جڏهن ته ليتيم آئنز کي چارج ۽ خارج ٿيڻ واري چڪر دوران اليڪٽروڊس جي وچ ۾ لڏپلاڻ ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي.

اليڪٽرولائيٽ محلول-ليٿيم سالوٽس نامياتي محلولن ۾ ڦهليل آهي-آئن ٽرانسپورٽ کي فعال ڪري ٿو. پوري اسيمبلي اسٽيل يا ايلومينيم جي ڇت جي اندر رکي ٿي جيڪا ميڪيڪل تحفظ فراهم ڪري ٿي ۽ منفي ٽرمينل طور ڪم ڪري ٿي. گھڻا سلنڈر سيلز مثبت ٽرمينل کي مٿئين مرڪز تي رکي ٿو ۽ ھيٺئين پاسي منفي ٽرمينل سان گڏ، جيتوڻيڪ وڏا فارميٽ جهڙوڪ 4680 ٻنهي ٽرمينل کي مٿين سطح تي رکي ٿو.

ڌاتو جي ڍڪڻ سادي تحفظ کان ٻاهر هڪ نازڪ ڪردار ادا ڪري ٿي. اهو عمر جي دوران گئس جي تعمير کان اندروني دٻاء هيٺ ساخت جي سالميت کي برقرار رکي ٿو. سلنڊريڪل جاميٽري هن پريشر کي ديوارن ۾ هڪجهڙائي سان ورهائي ٿي، پرزميٽڪ فارميٽ جي مقابلي ۾ پتلي casings جي اجازت ڏئي ٿي. هي غير فعال مادي وزن گھٽائي ٿو ۽ ٿورڙي سيل جي سطح تي توانائي جي کثافت کي وڌائي ٿو.

بيٽري انڊسٽري ڪيترائي معياري سلنڊر سيل فارميٽ قائم ڪيا آهن، جن مان هر هڪ کي ملي ميٽرن ۾ ان جي ماپ مطابق رکيو ويو آهي. 18650 سيل 1990 جي ڏهاڪي کان صارفين جي اليڪٽرانڪس ۽ پاور ٽولز تي غلبہ حاصل ڪري ٿو، ڪيميسٽري ۽ ڊيزائن جي لحاظ سان 1,200 ۽ 3,500 mAh جي وچ ۾ 30A تائين ڊسچارج جي شرح سان گڏ گنجائش پيش ڪري ٿو.

21700 فارميٽ 2010ع جي وچ ۾ ظاهر ٿيو جيئن ٺاهيندڙن اعليٰ ظرفي سيلن جي ڳولا ڪئي. 18650 سيلز جي مقابلي ۾ ان جو 50٪ وڏو حجم 4,000 کان 5,000 mAh تائين پهچڻ جي صلاحيت ڏئي ٿو. Tesla ۽ Panasonic هن فارميٽ کي ماڊل 3 لاءِ تيار ڪيو، 300 Wh/kg جي چوڌاري توانائيءَ جي کثافت حاصل ڪري- گذريل نسل جي 18650 سيلز کان لڳ ڀڳ 20 سيڪڙو وڌيڪ. وڏي فارميٽ في گاڏي جي گهربل سيل جي ڳڻپ کي گھٽائي، اسيمبليء کي آسان ڪرڻ ۽ سسٽم جي قيمتن کي تقريبا 9٪ گھٽائي ٿو.

Tesla جو 4680 سيل وڏي-فارميٽ جي سلنڈر بيٽرين ۾ جديد ارتقا جي نمائندگي ڪري ٿو. 46mm قطر ۽ 80mm ڊگھائي سان، ان ۾ 21700 سيل جي توانائي پنج ڀيرا وڌيڪ آھي. ڪمپني دعويٰ ڪري ٿي ته هي فارميٽ 21700 سيلز جي مقابلي ۾ 5x توانائي جي گنجائش ۽ 6x پاور آئوٽ ڏئي ٿو، 16٪ وڌيڪ ڊرائيونگ رينج ۾ ترجمو ڪري ٿو. بهرحال، پيداوار اسڪيلنگ مشڪل ثابت ٿي چڪي آهي، ٽيسلا پنهنجي 100 ملين 4680 سيل جي پيداوار سان صرف سيپٽمبر 2024 ۾ چار سالن جي ترقي کان پوء.

ٻين عام شڪلين ۾ 26650 سيل (26mm x 65mm) شامل آهن جن ۾ 3,200 mAh جي لڳ ڀڳ نامناسب ظرفيت، پاور ٽولز ۽ انرجي اسٽوريج سسٽم ۾ مشهور آهي. ننڍو 14500 فارميٽ (14mm x 50mm) 1,600 mAh جي ويجهو ظرفيت سان پورٽبل اليڪٽرانڪس جي خدمت ڪري ٿو.

سلنڊر سيل جي پيداوار ڏهاڪن جي عمل جي اصلاح ۽ آٽوميشن مان فائدا. وائنڊنگ وارو عمل جيڪو جيلي رول ٺاهي ٿو اهو تيز رفتار تي صحيح ٽينشن ڪنٽرول سان هلندو آهي، مسلسل اليڪٽروڊ جي ترتيب ۽ گهٽ ۾ گهٽ خرابين کي يقيني بڻائي ٿو. خودڪار سامان اليڪٽرروڊ ڪوٽنگ، وائنڊنگ، داخل ڪرڻ، اليڪٽرولائيٽ ڀرڻ، ۽ گهٽ ۾ گهٽ انساني مداخلت سان سيلنگ کي سنڀاليندو آهي.

هي پختو تعميراتي انفراسٽرڪچر سڌو سنئون قيمت جي فائدن ڏانهن ترجمو ڪري ٿو. انڊسٽري ڊيٽا 2024 مان اشارو ڪري ٿو ته سلنڊر سيل سيلز پرزميٽيڪل يا پائوچ متبادل جي ڀيٽ ۾ تيزيء سان پيدا ڪري سگھجن ٿيون، في پيداوار ڪلاڪ کان وڌيڪ ڪلوواٽ- ڪلاڪ پيدا ڪري ٿي. معياري فارميٽ سامان ٺاهيندڙن کي خاص، اعليٰ-تھرو پُٽ مشينري تيار ڪرڻ جي قابل بڻائي ٿو جيڪي ڪسٽم پريزميٽڪ سيل ڊيزائنز لاءِ اقتصادي طور تي قابل عمل نه هجن.

پيماني تي اقتصاديات اهم آهن. بيٽري ٺاهيندڙن 18650 ۽ 21700 پيداوار لائينن ۾ اربين سيڙپڪاري ڪئي آهي. ھڪڙي ھڪڙي سهولت مھينا لکين سيلز پيدا ڪري سگھي ٿي ھڪ ڀيرو مڪمل طور تي ريمپ. ھي مقدار گھٽائي مادي فضول، بهتر سپلائي زنجيرن، ۽ بهتر پيداوار جي شرحن جي ذريعي في يونٽ جي قيمتن کي گھٽائي ٿو جيڪا ھاڻي 98٪ کان مٿي آھي معروف ٺاهيندڙن وٽ.

معيار جي استحڪام هڪ ٻي پيداوار جي طاقت جي نمائندگي ڪري ٿي. خودڪار وائنڊنگ وارو عمل انتهائي يونيفارم جيلي رولز پيدا ڪري ٿو جيڪو پيش گوئي جي قابل برقي خاصيتن سان. Cell-to-سيل جي ظرفيت، اندروني مزاحمت، ۽ خود-ڊسچارج جي شرحن ۾ هٿ -اسٽيڪ ٿيل پرزميٽڪ سيلز جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ سخت رهي ٿي. هي تسلسل بيٽري مئنيجمينٽ سسٽم جي ڊيزائن کي آسان بڻائي ٿو ۽ پيڪ- سطح جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿو.

Cylindrical Cells

سلنڈر واري شڪل گرميءَ جي ضايع ٿيڻ لاءِ قدرتي فائدا پيدا ڪري ٿي جيڪا اعليٰ-پاور ايپليڪيشنن ۾ اهم آهي. جڏهن سيلز بيٽري ماڊلز ۾ ڀريل هوندا آهن، سلنڈر سطحن جي وچ ۾ خال کولنٽ جي گردش لاء چينل ٺاهيندا آهن. اهي رستا مائع کولنگ سسٽم يا ايئر ڪنوڪشن کي اجازت ڏين ٿا ته هو سيل جي مٿاڇري جي وڌيڪ ايراضيءَ تائين پهچن، مقابلي ۾ مضبوط-پيڪ ٿيل پرزميٽڪ ڊيزائن.

گول جاميٽري هر سيل جي اندر درجه حرارت جي ورڇ کي وڌايو. چارج ڪرڻ يا خارج ڪرڻ دوران اليڪٽرروڊ ڪور تي پيدا ٿيندڙ گرمي لازمي طور تي جيلي رول جي پرتن جي ذريعي کيسنگ تائين ٻاهران سفر ڪندي. جڏهن ته وڏن قطرن جي سيلن کي انهن جي مرڪزن تي وڌندڙ حرارتي مزاحمت کي منهن ڏيڻو پوي ٿو، سلنڊريڪل ڪراس-سيڪشن مستطيل پرزميٽڪ سيلز جي مقابلي ۾ گرم هنڌن کي گھٽ ڪري ٿو جتي ڪنارن تي گرمي جمع ٿئي ٿي.

4680 سيلز جا حرارتي نمونا ڏيکارين ٿا ته ايلومينيم هائوسنگ مواد روايتي نڪل-پليٽ ٿيل اسٽيل جي ڀيٽ ۾ ٿڌي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿو. 3C فاسٽ-چارج ٿيڻ دوران، ايلومينيم ڪيسنگ اسٽيل ريفرنس سيلز جي مقابلي ۾ 10 منٽن کان پوءِ وڌ ۾ وڌ سيل جي گرمي پد کي تقريبن 11 درجا گھٽائي ٿي. هي درجه حرارت جو فائدو سائڊ وال کولنگ ترتيبن سان وڌيڪ واضح ٿئي ٿو.

بيس کولنگ بمقابله سائڊ وال کولنگ پيش ڪري ٿو ڊيزائن ٽريڊ آف. 21700 سيلز لاءِ، بيس کولنگ تقريباً 12 سيڪڙو وڌيڪ گرميءَ جو وهڪرو فراهم ڪري ٿو برابر درجه حرارت جي درجي بندي لاءِ سائڊ وال اپروچز جي مقابلي ۾. کولنگ حڪمت عملي جو انتخاب اڪثر ڪري پيڪ آرڪيٽيڪچر تي منحصر هوندو آهي-ڇا ڊزائن هڪ ڊگهو بنياد رکي ٿو-ٿڌي ترتيب يا سائڊ وال کولنگ جي وسيع فوٽ پرنٽ جي ضرورت آهي.

معياري ٿيل سلنڈر فارميٽ تھرمل مينيجمينٽ سسٽم ڊيزائن کي آسان بڻائي ٿو. بيٽري پيڪ انجنيئر هڪ ڀيرو گرمي جي منتقلي جي خاصيتن کي ماڊل ڪري سگهن ٿا ۽ انهن پيٽرولن کي لکين سيلز تي لاڳو ڪري سگهن ٿا. هي اڳڪٿي ترقي جي وقت کي گھٽائي ٿي ۽ کولنگ پليٽ ڊيزائن کي بهتر ڪرڻ، تھرمل پيسٽ ايپليڪيشن، ۽ ٿڌي وهڪري جي نمونن جي اجازت ڏئي ٿي.

سلنڊريڪل سيلز ايپليڪيشنن جي هڪ غير معمولي متنوع رينج کي طاقت ڏين ٿا، ملي واٽ ڊوائيسز کان ميگا واٽ سسٽم تائين. ڪنزيومر اليڪٽرونڪس اصل مارڪيٽ جي نمائندگي ڪن ٿا، 18650 سيلز اڃا تائين عام آهن ليپ ٽاپ بيٽري پيڪ، ٽارچ لائٽون، ۽ پورٽبل پاور بئنڪن ۾. انهن جي معياري سائيز انهن کي ڊوائيسز ۾ مٽائي ٿي سگهي ٿي، هڪ مضبوط بعد مارڪيٽ ايڪو سسٽم جي حمايت ڪندي.

اليڪٽرڪ گاڏيون اڄڪلهه سلنڊر سيلن جو سڀ کان وڏو مقدار استعمال ڪن ٿيون. ماڊل S گاڏين ۾ ٽسلا جي بيٽري پيڪ تقريبن 7,000 انفرادي 18650 يا 21700 سيلز تي مشتمل آهن ماڊلز ۾ ترتيب ڏنل نفيس کولنگ ۽ مانيٽرنگ سسٽم سان. Lucid Air Dream 113 kWh پيڪ حاصل ڪرڻ لاءِ 6,600 سلنڊريڪل 21700 سيل استعمال ڪري ٿو. BMW اعلان ڪيو ته ان جا NEUE KLASSE ماڊل 46mm قطر جي سلنڊريڪل سيلز کي اپنائڻ ڪندا، جن جي قيمت ڏهن بلين يورو ۾ معاهدو آهي.

پاور ٽولز تيزيءَ سان 21700 سيلز کي انهن جي اعليٰ خارج ڪرڻ جي صلاحيت لاءِ اپنايو آهي. 18650 سيلز جو استعمال ڪندي هڪ معياري 18V بيٽري پيڪ تقريباً 800W پيداوار فراهم ڪري ٿو، جڏهن ته برابر 21700- بيسڊ پيڪ 1,440W تائين پيدا ڪري ٿو- هڪ 80% پاور واڌارو. هي ڪارڊ بيس اوزارن کي قابل بنائي ٿو ملائڻ يا ان کان وڌيڪ ڪارڊ ٿيل برابري جي ڪارڪردگي.

خلائي تحقيق جو دارومدار سلنڈر سيلن تي آهي ڇاڪاڻ ته انهن جي سخت جوڙجڪ انتهائي دٻاءُ جي فرق ۽ مشيني دٻاءُ کي برداشت ڪري ٿي. Mars Ingenuity هيلي ڪاپٽر ۽ Perseverance روور ٻئي سلنڊريڪل ليٿيم- آئن سيلز استعمال ڪن ٿا جيڪي مارٽن جي سخت ماحول جي باوجود قابل اعتماد طور ڪم ڪن ٿا. فارمولا اي ريسنگ ڪارون ساڳيون سيل فارميٽ استعمال ڪنديون آهن، انهن جي ڪارڪردگيءَ جو مظاهرو ڪندي گهربل حالتن هيٺ.

طبي ڊوائيس، ايمرجنسي بيڪ اپ سسٽم، ۽ گرڊ-پيماني تي توانائي جي اسٽوريج ۾ وڌ ۾ وڌ سلنڊر سيلز شامل آهن. انهن جو ثابت ٿيل حفاظتي رڪارڊ، ڊگھي چڪر واري زندگي (اڪثر 500 کان وڌيڪ چارج/ڊسچارج چڪر)، ۽ مشيني غلط استعمال کي منهن ڏيڻ جي صلاحيت انهن کي مشن-نازڪ ايپليڪيشنن لاءِ موزون بڻائي ٿي جتي ناڪامي جا سخت نتيجا نڪرندا آهن.

توانائي جي کثافت هڪ اهم ڪارڪردگي ميٽرڪ جي نمائندگي ڪري ٿي جتي سلنڊر سيلز مؤثر طريقي سان مقابلو ڪندا آهن. جديد 21700 NMC سيل سيل جي سطح تي 250-300 Wh/kg حاصل ڪن ٿا، پيڪ-سطح جي کثافت 170-200 Wh/kg تائين پهچندي آهي ماڊل ڍانچي ۽ حرارتي انتظام جي نظام جي حساب کان پوءِ. 4680 فارميٽ ھدف 244 Wh/kg Tesla جي وضاحتن جي مطابق، جيتوڻيڪ آزاد جانچ تجارتي پيداوار جي نتيجن جي تصديق ڪندي.

طاقت جي کثافت سلنڊر سيلن کي مختلف ايپليڪيشنن ۾ پرزماتي متبادل کان ڌار ڪري ٿي. ڇاڪاڻ ته سلنڊرل سيلز متوازي طور تي ڳنڍيل آهن، اهي في amp- ڪلاڪ گنجائش وڌيڪ موجوده رستا مهيا ڪن ٿا. هي آرڪيٽيڪچر اعلي-ڊرين ايپليڪيشنن لاءِ 35A تائين خارج ٿيڻ جي شرح کي قابل بڻائي ٿو. گھڻن متوازي ڪنيڪشن گرمي جي پيداوار کي وڌيڪ سيلز ۾ ورهائي ٿو، انفرادي سيلز کي چوٽي جي طاقت جي مطالبن دوران وڌيڪ گرم ٿيڻ کان روڪي ٿو.

سائيڪل جي زندگي گهڻو ڪري ڪيمسٽري، آپريٽنگ حالتن، ۽ خارج ٿيڻ جي کوٽائي تي منحصر آهي. LiFePO4 سلنڊر سيل سيلز 2,000 چڪر کان وڌيڪ ٿي سگهن ٿا جڏهن ته 80٪ ظرفيت برقرار رکندي، انهن کي اسٽيشنري اسٽوريج لاء پرڪشش بڻائي ٿو. NMC ڪيمسٽري عام طور تي 500-1,000 سائيڪلن کي پهچائي ٿو آٽوميٽڪ استعمال پروفائلز جي تحت مخلوط چارج جي شرح ۽ محيطي درجه حرارت سان. مضبوط ڪيسنگ اندروني اجزاء کي ميڪيڪل دٻاء کان بچائيندو آهي جيڪو ٻين شڪلن کي خراب ڪري ٿو.

اندروني مزاحمت ٻنهي ڪارڪردگي ۽ حرارتي خاصيتن کي متاثر ڪري ٿو. چڱيءَ طرح-ڊزائن ٿيل سلنڊر سيل سيلن کي بهتر ڪيل ٽيب ڪنيڪشن ۽ موجوده ڪليڪشن ذريعي گهٽ مزاحمت برقرار رکندا آهن. 4680 سيلز سان متعارف ٿيل ٽيبل ڊيزائن روايتي ٽيب کي ختم ڪري ٿي، بجاءِ سڄي اليڪٽروڊ ايج کي سڌو سنئون ڪيسنگ سان ڳنڍيندي. اهو تقريبن 50٪ جي مزاحمت کي گھٽائي ٿو ۽ خاص طور تي حرارتي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿو.

سيلف-ڊسچارج جي شرح معياري سلنڈر سيلز لاءِ ڪمري جي گرمي پد تي هر مهيني 3٪ کان هيٺ رهي ٿي. هرميٽيڪل طور تي سيل ٿيل ڌاتو ڪيسنگ نمي جي داخل ٿيڻ کي روڪي ٿو ۽ پاسي جي رد عمل کي گھٽائي ٿو جيڪي عمر کي تيز ڪن ٿا. هي استحڪام ڊگھي شيلف لائف کي فعال ڪري ٿو ۽ سلنڊريڪل سيلز کي ڪڏهن ڪڏهن استعمال ٿيل بيڪ اپ پاور سسٽم لاءِ موزون بڻائي ٿو-.

سلنڊر سيلن کي گڏ ڪرڻ فنڪشنل ليتيم آئن بيٽري پيڪ ۾ ميڪيڪل، برقي ۽ حرارتي ڊيزائن تي ڌيان ڏيڻ جي ضرورت آهي. سيلز کي محفوظ طور تي پوزيشن ۾ رکڻ گهرجي کمپن ۽ جھٽڪو کي منهن ڏيڻ لاءِ جڏهن ته کولنگ سسٽم سان حرارتي رابطي کي برقرار رکيو وڃي.

بيٽري پيڪ ڊزائينز خاص طور تي سيلز کي ترتيب ڏئي ٿو سيريز-متوازي ترتيبن ۾ ٽارگيٽ وولٽيج ۽ گنجائش حاصل ڪرڻ لاءِ. هڪ 400V اليڪٽرڪ گاڏين جو پيڪ استعمال ڪري سگھي ٿو 96 سيلز سيريز ۾ (96S) ڪيترن ئي متوازي تارن سان گهربل amp-ڪلاڪ ريٽنگ تائين پهچڻ لاءِ. جيڪڏهن 21700 سيلز استعمال ڪري رهيا آهن 5 Ah گنجائش سان، 100 kWh حاصل ڪرڻ لاءِ 96S208P ترتيب ۾ 20,000 سيلز جي ضرورت آهي.

سيل جي ڪنيڪشن موجود آهن اهم انجنيئرنگ چئلينج. هر مثبت ۽ ناڪاري ٽرمينل کي لازمي طور تي بس بارن ڏانهن ويلڊ ڪيو وڃي يا مسلسل مزاحمت سان پليٽن کي ڳنڍيو وڃي. ناقص ويلڊس سڄي پيڪ ۾ گرم اسپاٽ ۽ وولٹیج عدم توازن پيدا ڪن ٿا. خودڪار ليزر يا الٽراسونڪ ويلڊنگ سسٽم ٻيهر ورجائي کي يقيني بڻائين ٿا، جيتوڻيڪ اهي پيداوار جي پيچيدگي کي شامل ڪن ٿا پرزماتي سيلز جي مقابلي ۾ جيڪي گهٽ ڪنيڪشن جي ضرورت هونديون آهن.

بيٽري مئنيجمينٽ سسٽم محفوظ آپريشن کي برقرار رکڻ لاءِ انفرادي سيل وولٽيجز، گرمي پد ۽ واهه جي نگراني ڪندو آهي. هزارين سلنڊر سيلن سان پيڪ لاءِ، بي ايم ايس کي لازمي طور تي وڌيڪ انفرادي يونٽن کي ٽريڪ ڪرڻ گهرجي برابري جي پرزمي ڊيزائن جي مقابلي ۾. هي سسٽم جي پيچيدگي ۽ قيمت وڌائي ٿو، جيتوڻيڪ ماڊلر بي ايم ايس آرڪيٽيڪچرز پيماني کي منظم ڪرڻ ۾ مدد ڪن ٿيون.

سلنڊريڪل سيلز جي مشيني پيڪنگنگ عام طور تي هيڪساگونل بند-پيڪنگ استعمال ڪندي آهي حجم جي ڪارڪردگي کي وڌائڻ لاءِ، جيتوڻيڪ اهو اڃا تائين سيلن جي وچ ۾ تقريبن 10٪ خالي جاءِ ڇڏي ٿو. اهي خال کولنگ چينلز کي گڏ ڪن ٿا پر پرزميٽڪ سيلز جي مقابلي ۾ پيڪ توانائي جي کثافت کي گھٽائي ٿو جيڪي 100٪ خلائي استعمال جي ويجهو حاصل ڪن ٿا. حرارتي انتظام ۽ حجماتي ڪارڪردگي جي وچ ۾ واپار جي شڪل پيڪ فن تعمير جا فيصلا.

سيل-سطح فيوزنگ سلنڊريڪل پيڪن ۾ حفاظتي فائدا مهيا ڪري ٿي. جيڪڏهن هڪ سيل ناڪام ٿئي ٿو، انفرادي فيوز ان کي اسٽرنگ کان الڳ ڪري ٿو، باقي پيڪ کي اجازت ڏئي ٿو ته گهٽ ۾ گهٽ گنجائش تي ڪم جاري رکي. وڏي-فارميٽ پرزميٽڪ سيلن سان حاصل ڪرڻ لاءِ هي فالٽ ٽولرنس وڌيڪ مشڪل آهي جتي اڪيلو-سيل ناڪامي پوري ماڊلز کي سمجھوتو ڪري سگهي ٿي.

سلنڊريڪل ۽ پرزميٽڪ سيلز جي وچ ۾ چونڊ ڪيترن ئي ٽيڪنيڪل ۽ اقتصادي واپار شامل آهن. Prismatic Cells پيش ڪن ٿا بھترين خلائي استعمال، انھن جي مستطيل شڪل سان سلنڈر سطحن جي وچ ۾ خال کي ختم ڪري. اهو ترجمو ڪري ٿو 10-20٪ اعلي مقدار واري توانائي جي کثافت پيڪ جي سطح تي، جيڪو اهم طور تي گاڏين جي حد ۽ سامان جي جاء تي اهم آهي.

بهرحال، پرزمي سيلز ٺاهڻ لاء وڌيڪ قيمت آهي. انهن جي وڏي فارميٽ لاءِ درست اسٽيڪنگ يا وائنڊنگ جي ضرورت هوندي آهي-۽-چمڪندڙ عمل جيڪي سلنڊرل وائنڊنگ کان وڌيڪ سست هلندا آهن. مختلف گاڏين جي پليٽ فارمن لاءِ حسب ضرورت طول و عرض معيشت جي پيماني کي روڪين ٿا، ٺاهيندڙن سان گڏ درجن کان مختلف پرزميٽيڪل سيل ڊيزائن تيار ڪن ٿا مٿئين معياري سلنڊريڪل فارميٽ جي مقابلي ۾.

حرارتي انتظام جي پيچيدگي بلڪل مختلف آهي. پرزميٽڪ سيلز مضبوطيءَ سان گڏ ٿين ٿا، سيلز جي وچ ۾ يا پيڪ جي سطحن سان گڏ کولنگ پليٽن جي ضرورت آهي. سيل سينٽرن مان گرمي ڪڍڻ جا چئلينج پيش ڪري ٿو، خاص طور تي 100 Ah ظرفيت کان وڌيڪ وڏي-فارميٽ پرزميٽڪ سيلز لاءِ. سلنڊريڪل سيلز قدرتي طور تي گرمي کي پنهنجن ننڍن ڪراس-حصن ذريعي ورهائيندا آهن ۽ انهن خالن مان فائدو وٺندا آهن جيڪي کولنٽ جي گردش کي فعال ڪندا آهن.

پيداوار جي خرابي جي شرح سسٽم جي اعتبار کي متاثر ڪري ٿي. هڪ واحد عيب وارو پرزميٽڪ سيل وڏي ظرفيت واري سيلز جي سيريز ڪنيڪشن جي ڪري پوري ماڊل کي سمجھوتو ڪري سگهي ٿو. سلنڊر پيڪ هزارين سيلز ۾ گنجائش ورهائي ٿو، تنهنڪري انفرادي ناڪامي گهٽ ۾ گهٽ اثر آهي. پختو سلنڈر جي پيداوار جي عمل کي پڻ گھٽ نقص پيدا ڪري ٿو في سيل.

سلنڈر فارميٽ جي معيار کي لچڪدار سپلائي زنجيرن کي قابل بڻائي ٿو. بيٽري پيڪ ٺاهيندڙ ڪيترن ئي سپلائرز کان 18650 يا 21700 سيلز جو ذريعو ڪري سگھن ٿا ۽ وينڊرز کي سوئچ ڪري سگھن ٿا. Prismatic سيلز عام طور تي مخصوص سپلائرز سان ڳنڍيل ڪسٽم ڊيزائن جي ضرورت هوندي آهي، لچڪ کي گهٽائڻ ۽ ممڪن طور تي سپلائي چين جي خطرن کي وڌائڻ.

مرمت ۽ سار سنڀال جي نقطي نظر کان، ماڊلر سلنڈر پيڪ ٽيڪنيشين کي انفرادي سيلز يا ننڍن ماڊل کي تبديل ڪرڻ جي اجازت ڏين ٿا. Prismatic pack designs لاءِ اڪثر ڪري پوري ملٽي-سيل ماڊلز کي تبديل ڪرڻ جي ضرورت پوندي آهي، سروس جي قيمتن ۾ اضافو ٿيندو آهي. اهو معاملو خاص طور تي تجارتي گاڏين جي جهازن لاءِ آهي جتي گھٽ ۾ گھٽ وقت ۽ مرمت جي خرچن تي اثر پوي ٿو ملڪيت جي ڪل قيمت.

سلنڊر سيلز ڪيترن ئي حفاظتي ميڪانيزم کي شامل ڪري ٿو خطرناڪ ناڪامين کي روڪڻ لاء. ڌاتو ڪيسنگ دفاع جي پهرين لائن مهيا ڪري ٿي، جنهن ۾ اندروني اجزاء شامل آهن ۽ ميڪيڪل دٻاء جي تحت ساخت جي سالميت کي برقرار رکڻ. پريشر رليف وينٽس چالو ٿي وڃن ٿا جيڪڏهن اندروني دٻاءُ محفوظ حدن کان وڌي وڃي، سيل جي تباهيءَ کان اڳ گيس ڇڏڻ.

موجوده مداخلت ڊوائيسز (سي آء ڊي) مستقل طور تي سيل کي ختم ڪري ڇڏيندا آهن جيڪڏهن اندروني دٻاء خطرناڪ حد تائين وڌي وڃي. هڪ پتلي جھلي اڳواٽ مقرر ٿيل دٻاءُ جي سطح تي ڀڃي ٿي، جسماني طور تي مثبت ٽرمينل کي سيل جي اندروني حصن کان الڳ ڪري ٿي. اهو وڌيڪ برقي ڪيميائي رد عمل کي روڪي ٿو ۽ ڌماڪي جي خطري کي ختم ڪري ٿو، جيتوڻيڪ سيل مستقل طور تي معذور ٿي ويندو آهي.

سلنڈر جاميٽري پاڻ کي حفاظت ۾ حصو ڏئي ٿو. گيس جي پيداوار کان اندروني دٻاء هڪجهڙائي سان ڀريل ڀتين ۾ ورهائي ٿو، دٻاء جي گهٽتائي کي گهٽائڻ. مستطيل پرزميٽڪ سيلز ڪنارن تي وڌيڪ دٻاءُ جو تجربو ڪن ٿا، ممڪن طور تي ڪيس جي خرابي يا رسي جو سبب بڻجن ٿا. گول شڪل حرارتي ڀڄڻ جي واقعن دوران ساخت جي سالميت کي پڻ برقرار رکي ٿي، گرم گيس کي رليف وينٽ ذريعي سڌو رستو ڏيکاريندي آهي نه ته ڪيسنگ کي ٽوڙڻ جي.

بيٽري مئنيجمينٽ سسٽم سيل وولٹیج، موجوده، ۽ درجه حرارت جي نگراني ڪندي اليڪٽرانڪ حفاظتي ڪنٽرول مهيا ڪن ٿا. جيڪڏهن ڪو به پيٽرولر محفوظ حدن کان وڌي ٿو، ته BMS چارج/ڊسچارج جي شرح کي گھٽائي سگھي ٿو يا مڪمل طور تي پيڪ کي لوڊ کان ڌار ڪري سگھي ٿو. سلنڈر سيلز لاء، انفرادي سيل مانيٽرنگ جي اجازت ڏئي ٿي ناڪامي سيلز جي شروعاتي ڳولڻ کان اڳ اهي پاڙيسري کي متاثر ڪن.

Thermal runaway-سڀ کان وڌيڪ سنگين ليٿيم-آئن جي بيٽري جي ناڪامي واري موڊ-سڀني فارميٽ ۾ هڪ پريشاني رهي ٿي. سلنڊريڪل سيلز ۾ گھٽ ڪل توانائي في يونٽ وڏي-فارميٽ جي پرزميٽڪ سيلز جي مقابلي ۾ هوندي آهي، تنهن ڪري حرارتي رن اَوي واقعا گهٽ گرمي پائيندا آهن. گھڻن سيل آرڪيٽيڪچر جو مطلب آھي ھڪڙي سيل ۾ داخل ٿيڻ واري ھڪڙي سيل کي فوري طور تي ڪاسڪيڊنگ ناڪامي کي متحرڪ نه ڪندو آھي جيڪڏھن مناسب حرارتي رڪاوٽون سيل کي الڳ ڪن.

صنعت جي حفاظت جي جاچ ۾ شامل آهن نيل جي دخول، خارجي شارٽ سرڪٽ، اوور چارج، اوور-ڊسچارج، ۽ اعلي-درجه حرارت جي نمائش جا امتحان. معيار جي سلنڈر سيلز انهن تجربن کي بغير باهه يا ڌماڪي جي پاس ڪن ٿا. ڌاتو جي ڍڪڻ ۽ حفاظت جون خاصيتون خطرناڪ نتيجن کي روڪڻ لاءِ گڏجي ڪم ڪن ٿيون جيتوڻيڪ سيلز عام آپريٽنگ حالتن کان وڌيڪ غلط استعمال جو شڪار ٿين ٿا.

Cylindrical Cells

ٽيبل سيل ڊيزائن سلنڊريڪل سيل ٽيڪنالاجي ۾ سڀ کان اهم تازو جدت جي نمائندگي ڪري ٿو. جيلي رول ۽ ٽرمينلز جي وچ ۾ ڪرنٽ کي هلائڻ لاءِ روايتي سيلز ٽيب استعمال ڪندا آهن-پتلي ڌاتو واري پٽي کي ويلڊ ڪيو ويندو آهي اليڪٽرروڊ سرن تي-. اهي ٽيب برقي مزاحمت ۽ گرمي پيدا ڪن ٿا، ڪارڪردگي کي محدود ڪن ٿا.

ٽيبل ڊيزائن انهن ڌار ڌار ٽئب کي ختم ڪري ٿو پوري اليڪٽروڊ ايج کي سڌو سنئون سيل ڪيسنگ ۽ ڪيپ سان ڳنڍي. اهو ڊرامائي طور تي موجوده رستي جي ڊيگهه ۽ مزاحمت کي گھٽائي ٿو، برقي ۽ حرارتي ڪارڪردگي ٻنهي کي بهتر بڻائي ٿو. ٽسلا جو 4680 سيل هڪ اڌ-ٽيبل ڊيزائن کي استعمال ڪري ٿو جيڪو ٽيب ٿيل 21700 سيلز جي مقابلي ۾ تقريباً 50 سيڪڙو مزاحمت گھٽائي ٿو.

ايلومينيم ڪيسنگ روايتي نڪل-پليٽ ٿيل اسٽيل کي اعلي-ڪارڪردگي واري ايپليڪيشنن ۾ تبديل ڪري رهيا آهن. ايلومينيم جي اعليٰ حرارتي چالڪيت (تقريبن 205 W/m·K بمقابله 50 W/m·K اسٽيل لاءِ) وڌيڪ موثر گرمي جي خارج ڪرڻ جي قابل بنائي ٿي. ڊيپ-ڊرائنگ ۽ وال- آئرننگ جي پيداواري عمل 0.75mm ڀتين ۽ 0.9mm بيسز سان ايلومينيم جا ڪين ٺاهيندا آهن، وزن گھٽائڻ دوران مشيني قوت برقرار رکندا آهن.

سلڪون- وڌايل اينوڊ مواد اهم توانائي جي کثافت بهتري جو واعدو ڪن ٿا. سلڪون سان ڪجهه گرافائٽ کي تبديل ڪرڻ جي صلاحيت وڌائي ٿي ڇو ته سلڪون وڌيڪ ليٿيم في يونٽ ماس کي ذخيرو ڪري ٿو. بهرحال، سلڪون لٿائيشن دوران ڊرامائي طور تي وڌي ٿو، جيلي رول ۾ ميڪيڪل دٻاء پيدا ڪري ٿي. ٺاهيندڙ سلکان-گرافائيٽ جامع انوڊز ٺاهي رهيا آهن جيڪي ڍانچي جي استحڪام جي چئلينجن جي خلاف ظرفيت جي حاصلات کي توازن ڪن ٿا.

خشڪ اليڪٽرروڊ ڪوٽنگ جي عمل کي پيداوار جي قيمتن ۽ ماحولياتي اثر کي گھٽائي سگھي ٿي. روايتي اليڪٽرروڊ جي پيداوار لاءِ سولوينٽ-بنياد تي ٻڌل slurries جي ضرورت هوندي آهي جيڪي خشڪ ٿيڻ گهرجن، وڏي توانائي استعمال ڪندي. خشڪ ڪوٽنگ ٽيڪنڪ استعمال ڪري ٿو فعال مواد بغير سولوينٽس، خشڪ ڪرڻ جي مرحلن کي ختم ڪرڻ ۽ وڌيڪ توانائي جي کثافت سان ٿلهي اليڪٽرروڊس کي چالو ڪرڻ.

صنعت 4680 کان وڌيڪ وڏن سلنڊريڪل فارميٽ جي ڳولا جاري رکي ٿي. نظرياتي اڀياس 5070 ۽ حتي 6080 سيلز جي جانچ ڪن ٿا، جيتوڻيڪ حرارتي انتظام جي چئلينج قطر سان وڌي ٿي. وڌ ۾ وڌ سائيز بيلنس پيداوار جي ڪارڪردگي، سيل جي ڳڻپ جي گھٽتائي جي ذريعي قيمت گھٽائي، ۽ انتظام قابل حرارتي خاصيتون.

سلنڊريڪل سيل مارڪيٽ 2024 ۾ عالمي سطح تي 61.04 بلين ڊالر تائين پهچي وئي، جيڪا 2023 ۾ 39.02 بلين ڊالر هئي. اهو ترقي وارو رستو برقي گاڏين کي اپنائڻ، توانائي اسٽوريج سسٽم جي ترتيب، ۽ پاور اوزار ۽ صارفين جي اليڪٽرانڪس ۾ ايپليڪيشنن کي وڌائڻ جي ذريعي جاري آهي.

اليڪٽرڪ گاڏيون بنيادي ترقي جي ڊرائيور جي نمائندگي ڪن ٿيون، پروجئشنن سان گڏ 46xx سلنڊريڪل فارميٽ مارڪيٽ 2031 تائين $82.22 بلين تائين پهچي سگهي ٿي. ٽسلا کان ٻاهر ڪيترائي گاڏيون ٺاهيندڙ وڏين-فارميٽ جي سلنڊريڪل سيلز کي اپنائڻ ڪري رهيا آهن، بشمول BMW جا ملٽي-بلين يورو معاهدا En CATLE KATLE گاڏين لاءِ CATNEEVE KATLE سان.

پرزماتي سيلز کان مقابلو تيز ٿي ويندو آهي جيئن ٺاهيندڙن کي انهن جي پيداوار جي عمل کي بهتر بڻائي. Prismatic فارميٽ چيني EV مارڪيٽ تي ڇانيل آهن ۽ عالمي سطح تي ڪشش حاصل ڪري رهيا آهن. بهرحال، سلنڊر سيل سيل قائم ڪيل مارڪيٽن ۾ فائدا برقرار رکندا آهن جتي سپلائي زنجير، تعميراتي انفراسٽرڪچر، ۽ پيڪ ڊيزائن کي ڏهاڪن کان بهتر ڪيو ويو آهي.

ڪيمسٽري جي ارتقاء کي مارڪيٽ جي متحرڪ شڪل ڏئي ٿي. ليٿيم آئرن فاسفيٽ (LFP) سلنڊر سيل سيل مارڪيٽ شيئر حاصل ڪري رهيا آهن گهٽ مواد جي قيمتن جي ڪري ۽ نڪل تي ٻڌل ڪيمسٽري جي مقابلي ۾ بهتر حفاظت. جڏهن ته LFP پيش ڪري ٿو گھٽ توانائي جي کثافت، ان جي قيمت جو فائدو ۽ بهترين چڪر واري زندگي ان کي تجارتي گاڏين ۽ اسٽيشنري اسٽوريج لاءِ پرڪشش بڻائي ٿي جتي خلائي رڪاوٽون ڪل سسٽم جي قيمت کان گهٽ اهميت رکن ٿيون.

سولڊ- اسٽيٽ بيٽري ڊولپمينٽ ٿي سگھي ٿي سلنڊريڪل سيل آرڪيٽيڪچرز ۾ خلل. سولڊ اليڪٽرولائٽس مائع اليڪٽرولائٽ کي ختم ڪري ٿي، ممڪن طور تي اعلي توانائي جي کثافت ۽ بهتر حفاظت کي چالو ڪري ٿو. بهرحال، چارج ڪرڻ دوران ميڪيڪل توسيع سلنڊر سيلز ۾ استعمال ٿيل زخم جيلي رول جي جوڙجڪ لاءِ چئلينج پيدا ڪري ٿي. ڪجهه محققن جو مشورو ڏنو ويو آهي ته سولي- رياستي ٽيڪنالوجي پرزميٽڪ يا پائوچ فارميٽ کي پسند ڪري سگهي ٿي.

سلنڈر سيلن جي معياري نوعيت تباهي واري تبديلين جي خلاف لچڪ فراهم ڪري ٿي. ايستائين جو نئون ڪيمسٽري ۽ سيل فارميٽ سامهون اچن ٿا، ڊوائيسز ۽ گاڏين جو وڏي پئماني تي نصب ٿيل بنياد سلنڊريڪل سيلز استعمال ڪندي متبادل ۽ بعد ۾ مارڪيٽ ايپليڪيشنن لاءِ مسلسل پيداوار کي يقيني بڻائي ٿو.

سلنڊريڪل سيلز هڪ گول ڌاتو جي دٻي جي اندر زخم جيلي رول ڍانچي استعمال ڪندا آهن، جڏهن ته پرزميٽيڪل سيلز يا ته اسٽيڪ ٿيل يا زخم-۽-مستطيل کوسي ۾ فليٽ ٿيل اليڪٽروڊ استعمال ڪندا آهن. سلنڈر فارميٽ پيش ڪري ٿو بهتر گرمي جي ضايع ڪرڻ ۽ گھٽ پيداوار جي قيمتن جي ڪري خودڪار پيداوار جي ڪري، پر پرزميٽڪ سيلز بيٽري پيڪ ۾ اعلي اسپيس استعمال حاصل ڪن ٿا.

سائيڪل جي زندگي ڪيميا ۽ استعمال جي حالتن تي منحصر آهي. ليتيم آئرن فاسفيٽ (LFP) سلنڊر سيل سيلز عام طور تي 2,000-3,000 چڪر پهچائيندا آهن ان کان اڳ جو گنجائش 80 سيڪڙو تائين گهٽجي وڃي. NMC ڪيمسٽري سيلز آٽوميٽڪ ايپليڪيشنن ۾ 500-1,000 چڪر مهيا ڪن ٿا. ڪئلينڊر جي زندگي اڪثر 10 سالن کان وڌي ويندي آهي جڏهن 25 درجا کان گهٽ وچولي درجه حرارت تي ذخيرو ٿيل آهي.

ننڍڙا سلنڈر سيلز تھرمل مينيجمينٽ، پيداوار جي پختگي، ۽ غلطي رواداري ۾ فائدا پيش ڪن ٿا. سيلز جي وچ ۾ خال موثر کولنگ کي فعال ڪن ٿا، معياري فارميٽ پيماني تي اقتصاديات جو فائدو وٺن ٿا، ۽ انفرادي سيل ناڪامي پوري پيڪ کي سمجھوتو نه ڪندا آهن. جڏهن ته، 4680 سيلز وانگر وڏن فارميٽس ڏانهن رجحان جو مقصد انهن فائدن کي برقرار رکڻ دوران سيل جي ڳڻپ کي گهٽائڻ آهي.

معيار جي سلنڊر سيلز ۾ ڪيترن ئي حفاظتي خاصيتون شامل آهن جن ۾ پريشر رليف وينٽس، موجوده مداخلت وارا ڊوائيس، ۽ مضبوط ڌاتو casings شامل آهن. جڏهن صحيح طور تي ٺاهيل ۽ استعمال ٿيل وضاحتن ۾، تباهي واري ناڪامي انتهائي ناياب آهن. بيٽري مئنيجمينٽ سسٽم اوور چارج، اوور-ڊسچارج، ۽ وڌيڪ گرم ٿيڻ جي حالتن کي روڪڻ سان اضافي تحفظ فراهم ڪن ٿا.

Cylindrical Cells

سلنڊريڪل سيل فارميٽ قابل ذڪر قابل اطلاق ثابت ٿيو آهي، ليپ ٽاپ بيٽرين کان ترقي ڪندي گاڏين کي طاقت ڏيڻ ۽ گرڊ اسٽوريج سسٽم تائين. جڏهن ته پرزماتي ۽ پائوچ متبادل ڪجهه فائدا پيش ڪن ٿا، پيداوار جي ڪارڪردگي جو ميلاپ، حرارتي انتظام جي صلاحيتن، ۽ ڏهاڪن جي اصلاح ڪيترن ئي ايپليڪيشنن ۾ سلنڊر سيلز کي مقابلي ۾ رکندو آهي. وڏن فارميٽس جي جاري ترقي، بهتر ڪيل ڪيمسٽري، ۽ ترقي يافته پيداوار جي ٽيڪنڪ مان معلوم ٿئي ٿو ته سلنڊريڪل سيلز ايندڙ سالن تائين توانائي جي اسٽوريج حلن لاءِ مرڪزي حيثيت رکندا، خاص طور تي قابل اعتبار، قيمت-اثرائتي، ۽ وڌ کان وڌ مقدار جي ڪارڪردگيءَ تي ثابت ڪيل ڪارڪردگيءَ کي اهميت ڏيڻ وارن ايپليڪيشنن ۾.