Celindelingen

Cilindrische behuizing

Een cilindrische cel bestaat uit anode-, separator- en kathodelagen die opgestapeld, opgerold en verpakt zijn in een cilindervormige behuizing. Deze vormfactor wordt al jarenlang door batterijfabrikanten toegepast, waarbij formaten als AAA en AA veelvuldig in elektronica voorkomen.

Voordelen

1. Mechanische stabiliteit: De ronde vorm verdeelt de interne druk door nevenreacties vrijwel gelijkmatig over de omtrek van de cel, waardoor de cel hogere interne druk kan verdragen zonder vervorming.
2. Hoge productiedoorvoer: De cilindrische vormfactor maakt een hoge doorvoer van cellen vanaf de productielijnen mogelijk.

Tesla is een van de weinige Elektroauto-fabrikanten die cilindrische cellen gebruiken. BMW zal beginnen ze in de volgende generatie te gebruiken.

Veelvoorkomende formaten

Prismatische behuizing

Li-ion-cellen met een prismatische behuizing bestaan uit grote platen van anodes, kathodes en separatoren die op elkaar zijn gestapeld, opgerold en in een kubusvormige kunststof- of metalen behuizing geperst. De elektroden kunnen ook door laagstapeling worden geassembleerd in plaats van door jelly rolling.

Voordelen

• Ruimteoptimalisatie: De doosvormige vorm optimaliseert de beschikbare ruimte bij het samenvoegen van prismatische cellen in batterijpakketten.

Nadelen

• Spanning op componenten: Delen van de elektrode- en separatorlagen aan de hoeken van de behuizing van een prismatische cel kunnen meer spanning ondervinden, wat de elektrodecoating kan beschadigen en kan leiden tot een ongelijke verdeling van de elektrolyt.

Pouch-behuizing

Pouchcellen hebben geen rigide behuizing zoals prismatische en cilindrische cellen, maar gebruiken een verzegelde flexibele folie als celcontainer.

Voordelen

• Hoge verpakkings efficiëntie: Biedt een verpakkings efficiëntie van 90 tot 95 procent, de hoogste van alle batterijpakketten.
• Aanpasbare afmetingen: De flexibele folie maakt verschillende maten en vormen mogelijk.
• Gewichtsreductie: Het weglaten van de metalen behuizing vermindert het gewicht.

Nadelen

• Opzwelling: Ontwerpers moeten voldoende ruimte reserveren voor celopzwelling, die na 500 cycli wel 8% tot 10% kan bedragen.

Blade

Blade-batterijen zijn een type lithium-ionbatterij dat een uniek “blade”-ontwerp voor hun cellen gebruikt. In tegenstelling tot traditionele cilindrische of prismatische cellen zijn blade-batterijen dun en vlak, waardoor ze lijken op de vorm van een blad of wafer.

Voordelen

• Compact en efficiënt: Het blade-ontwerp maakt een compacter en efficiënter batterijpakket mogelijk.
• Betere warmteafvoer: De platte vorm biedt meer oppervlak voor koeling.
• Veiligheid: Het gebruik van een keramische separator tussen de anode- en kathoodelagen biedt betere bescherming tegen interne kortsluitingen en thermische runaway.

Blade-batterijen worden voornamelijk geproduceerd door de Chinese batterijfabrikant BYD.