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Formatos de celda

Existen varios tipos de formatos de celdas para las celdas de batería utilizadas en vehículos eléctricos.

Carcasa cilíndrica

Una celda cilíndrica consta de ánodos, separadores y cátodos en forma de láminas que se intercalan, enrollan y empaquetan en una lata con forma de cilindro. Este factor de forma es el factor de forma que los fabricantes de baterías han utilizado durante años en el mercado con tamaños de baterías como AAA y AA utilizadas en electrónica.

Una ventaja es la estabilidad mecánica. La forma redonda de la batería distribuye la presión interna de las reacciones secundarias sobre la circunferencia de la celda casi uniformemente. Esta estabilidad permite que la celda tolere una mayor presión interna sin deformarse.

Otra ventaja es que es posible obtener un alto rendimiento de células en las líneas de producción.

Tesla es uno de los pocos fabricantes de vehículos eléctricos que utiliza esto. BMW comenzará utilizándola en la próxima generación.

Se utilizan tres tamaños diferentes.

Vivienda prismática

Las celdas de iones de litio con carcasa prismática consisten en grandes láminas de ánodos, cátodos y separadores intercalados, enrollados y prensados para encajar en una carcasa metálica o de plástico duro en forma cúbica. Los electrodos también se pueden ensamblar apilando capas en lugar de rodando gelatina.

Las partes del electrodo de una celda prismática y las láminas separadoras cercanas a las esquinas del contenedor pueden experimentar más tensión. Esta tensión puede dañar el revestimiento del electrodo y provocar una distribución no uniforme del electrolito.

La forma de caja de celdas optimiza el espacio disponible al combinar celdas prismáticas en paquetes.

Alojamiento de bolsa

Las celdas de bolsa no tienen un recinto rígido como las celdas prismáticas y cilíndricas y utilizan una lámina flexible sellada como contenedor de celdas.

Esto lo convierte en el uso más eficiente del espacio y logra una eficiencia de empaque del 90 al 95 por ciento, la más alta entre los paquetes de baterías, ventajas de tamaño flexible y desempeño de seguridad. La eliminación de la carcasa metálica reduce el peso, pero la celda necesita algún soporte alternativo en el compartimiento de la batería.

Batería de celda de bolsa que se hincha como resultado de la generación de gas durante la carga y descarga

Las capas de electrodo y separador de una celda de bolsa están apiladas en lugar de enrolladas. En el caso de las células tipo bolsa, el diseñador debe asignar suficiente espacio para que las células se hinchen. Después de 500 ciclos, puede producirse una hinchazón de hasta un 8% a un 10%.

Cuchilla

Las baterías Blade son un tipo de batería de iones de litio que utiliza un diseño de “hoja” único para sus celdas. A diferencia de las tradicionales celdas de batería cilíndricas o prismáticas, las baterías de cuchillas son delgadas y planas, y se asemejan a la forma de una cuchilla o una oblea.

El diseño de hoja de la celda de la batería permite un paquete de batería más compacto y eficiente, ya que las celdas se pueden empaquetar juntas para reducir el tamaño y el peso del paquete de batería. Esto también proporciona una mejor disipación del calor, ya que la forma plana de las celdas permite que una mayor superficie entre en contacto con el sistema de enfriamiento.

Las baterías Blade son producidas principalmente por el fabricante chino de baterías BYD.

Una de las características de seguridad clave de las baterías Blade es el uso de un separador cerámico entre las capas de ánodo y cátodo de la celda. Este separador cerámico es más resistente a la fuga térmica y proporciona una mejor protección contra cortocircuitos internos, lo que reduce el riesgo de incendios y explosiones de las baterías.