Formati delle celle

Involucro cilindrico

Una cella cilindrica è costituita da anodi, separatori e catodi a lamina che vengono impilati a sandwich, arrotolati e inseriti in un involucro cilindrico. Questo fattore di forma viene utilizzato da anni dai produttori di batterie, con dimensioni come AAA e AA comunemente impiegate in elettronica.

Vantaggi

1. Stabilità meccanica: la forma rotonda distribuisce la pressione interna derivante da reazioni laterali quasi uniformemente su tutta la circonferenza della cella, consentendo a quest'ultima di tollerare pressioni interne più elevate senza deformarsi.
2. Alta produttività: il fattore di forma cilindrico consente un alto rendimento di celle nelle linee di produzione.

Tesla è uno dei pochi produttori di auto elettriche che utilizzano celle cilindriche. BMW inizierà a utilizzarle nella prossima generazione.

Dimensioni comuni

Involucro prismatico

Le celle Li-ion con involucro prismatico sono composte da grandi fogli di anodi, catodi e separatori impilati, arrotolati e pressati per adattarsi a un involucro rigido in plastica o metallo di forma cubica. Gli elettrodi possono anche essere assemblati impilando gli strati piuttosto che mediante jelly rolling.

Vantaggi

• Ottimizzazione dello spazio: la forma a scatola ottimizza lo spazio disponibile quando si combinano celle prismatiche in pacchi.

Svantaggi

• Stress sui componenti: le parti dei fogli di elettrodo e separatore di una cella prismatica situate vicino agli angoli del contenitore possono subire maggior stress, danneggiando potenzialmente il rivestimento degli elettrodi e causando una distribuzione non uniforme dell'elettrolita.

Involucro a sacchetto

Le celle pouch non hanno un involucro rigido come quelle prismatiche e cilindriche e utilizzano una lamina flessibile sigillata come contenitore della cella.

Vantaggi

• Elevata efficienza di imballaggio: raggiunge un'efficienza di imballaggio dal 90% al 95%, la più alta tra i pacchi batteria.
• Flessibilità delle dimensioni: la lamina flessibile consente varie dimensioni e forme.
• Riduzione del peso: l'eliminazione dell'involucro metallico riduce il peso.

Svantaggi

• Rigonfiamento: i progettisti devono dedicare spazio sufficiente per il rigonfiamento della cella, che può arrivare all'8%-10% dopo 500 cicli.

Batterie a lama

Le batterie a lama sono un tipo di batterie agli ioni di litio che utilizzano un design unico "a lama" per le loro celle. A differenza delle celle cilindriche o prismatiche tradizionali, le batterie a lama sono sottili e piatte, somigliando alla forma di una lama o di un wafer.

Vantaggi

• Compattezza ed efficienza: il design a lama consente un pacco batteria più compatto ed efficiente.
• Migliore dissipazione del calore: la forma piatta offre una maggiore superficie per il raffreddamento.
• Sicurezza: l'uso di un separatore ceramico tra gli strati di anodo e catodo offre una migliore protezione contro cortocircuiti interni e runaway termico.

Le batterie a lama sono prodotte principalmente dal produttore cinese di batterie BYD.