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Zellformate

Es gibt verschiedene Zellformate für Batteriezellen, die in Elektrofahrzeugen verwendet werden.

Zylindrisches Gehäuse

Eine zylindrische Zelle besteht aus blattförmigen Anoden, Separatoren und Kathoden, die geschichtet, aufgerollt und in eine zylinderförmige Dose verpackt werden. Diese Form wird seit Jahren von Batterieherstellern verwendet, mit Größen wie AAA und AA, die häufig in der Elektronik verwendet werden.

Vorteile

1. Mechanische Stabilität: Die runde Form verteilt den inneren Druck durch Nebenreaktionen fast gleichmäßig über den Zellumfang, wodurch die Zelle höheren Innendruck ohne Verformung tolerieren kann.
2. Hohe Produktionsrate: Das zylindrische Format ermöglicht eine hohe Produktionsrate von Zellen auf den Produktionslinien.

Tesla ist einer der wenigen EV-Hersteller, die zylindrische Zellen verwenden. BMW wird sie in der nächsten Generation verwenden.

Gängige Größen

Prismatisches Gehäuse

Li-Ionen-Zellen mit prismatischem Gehäuse bestehen aus großen Blättern von Anoden, Kathoden und Separatoren, die geschichtet, aufgerollt und in ein hartes Plastik- oder Metallgehäuse in kubischer Form gepresst werden. Die Elektroden können auch durch Schichtstapeln anstelle von Wickeln montiert werden.

Vorteile

• Raumoptimierung: Die kastenförmige Form optimiert den verfügbaren Raum beim Kombinieren prismatischer Zellen zu Packs.

Nachteile

• Belastung der Komponenten: Teile der Elektroden- und Separatorblätter einer prismatischen Zelle, die sich in der Nähe der Behälterecken befinden, können mehr Belastung erfahren, was die Elektrodenbeschichtung beschädigen und zu einer ungleichmäßigen Elektrolytverteilung führen kann.

Pouch-Gehäuse

Pouch-Zellen haben kein starres Gehäuse wie prismatische und zylindrische Zellen und verwenden eine versiegelte flexible Folie als Zellbehälter.

Vorteile

• Hohe Verpackungseffizienz: Erreicht eine Verpackungseffizienz von 90 bis 95 Prozent, die höchste unter den Batterie-Packs.
• Flexible Größe: Die flexible Folie ermöglicht verschiedene Größen und Formen.
• Gewichtsreduktion: Das Weglassen des Metallgehäuses reduziert das Gewicht.

Nachteile

• Aufquellen: Designer müssen genügend Platz für das Aufquellen der Zelle einplanen, das nach 500 Zyklen bis zu 8% bis 10% betragen kann.

Blade

Blade-Batterien sind eine Art von Lithium-Ionen-Batterien, die ein einzigartiges “Blade”-Design für ihre Zellen verwenden. Im Gegensatz zu herkömmlichen zylindrischen oder prismatischen Zellen sind Blade-Batterien dünn und flach und ähneln der Form einer Klinge oder eines Wafers.

Vorteile

• Kompakt und effizient: Das Blade-Design ermöglicht ein kompakteres und effizienteres Batteriepack.
• Bessere Wärmeableitung: Die flache Form bietet mehr Oberfläche zur Kühlung.
• Sicherheit: Die Verwendung eines Keramikseparators zwischen den Anoden- und Kathodenschichten bietet besseren Schutz gegen interne Kurzschlüsse und thermisches Durchgehen.

Blade-Batterien werden hauptsächlich vom chinesischen Batteriehersteller BYD produziert.