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CELLULES PRISMATIQUE VS. CELLULES CYLINDRIQUES : UNE COMPARAISON

2023-08-14
Le choix entre les batteries lithium-ion prismatiques et cylindriques influence considérablement les performances de l'appareil. Les différences vont au-delà de la forme : taille, connexions et puissance.

Dans le paysage en évolution rapide de la technologie des batteries, le choix entre différents types de batteries lithium-ion peut avoir un impact significatif sur les performances et l'application de divers appareils. ACELes cellules prismatiques et les cellules cylindriques de offrent des avantages et des applications distincts. Examinons les principales différences entre ces deux types de cellules et explorons leurs implications potentielles.

 

Explorer les cellules prismatiques

 


 

Les cellules prismatiques représentent une chimie enfermée dans un boîtier rigide, généralement de forme rectangulaire. Cette conception facilite l'empilement efficace de plusieurs cellules dans un module de batterie. Les cellules prismatiques se déclinent en deux variantes : feuilles d'électrodes empilées ou enroulées et aplaties (anode, séparateur, cathode). La conception de cellules prismatiques empilées permet de libérer plus d'énergie à la fois, améliorant ainsi les performances. En revanche, les cellules prismatiques aplaties offrent un plus grand stockage d'énergie, améliorant ainsi la durabilité.

 

Principalement utilisées dans les systèmes de stockage d'énergie et les véhicules électriques, les cellules prismatiques brillent dans les applications exigeant une plus grande capacité énergétique. Leur plus grande taille les rend moins adaptés aux appareils compacts comme les téléphones portables ou les vélos électriques. Cependant, pour les applications gourmandes en énergie, les cellules prismatiques apparaissent comme un choix fiable.

 

Dévoilement des cellules cylindriques

 

cylindrical cells

 

Les cellules cylindriques, comme leur nom l'indique, sont enfermées dans des boîtes cylindriques rigides. Leur forme ronde et compacte facilite l'empilage dans des appareils de différentes tailles. Cette forme empêche également le gonflement causé par l'accumulation de gaz dans le boîtier, un phénomène qui peut compromettre d'autres formats de cellule.

 

Une batterie lithium-ion cylindrique se caractérise par sa forme cylindrique, ce qui lui vaut le nom de "batterie lithium-ion cylindrique". Ces batteries sont classées en fonction de leurs matériaux d'anode et comprennent des variantes telles que les oxydes de lithium cobalt (LiCoO2), le lithium manganèse (LiMn2O4), le lithium nickel manganèse cobalt (LiNiMnCoO2 ou NMC), le lithium aluminium nickel cobalt (LiNiCoAlO2 ou NCA), le phosphate de fer lithium ( LiFePO4), et le titanate de lithium (Li4Ti5O12).

 

Initialement popularisées dans les ordinateurs portables, les cellules cylindriques ont fait leur marque avec l'utilisation de Tesla dans les véhicules électriques. Ces cellules sont des composants essentiels des vélos électriques, des dispositifs médicaux et même des satellites, où leur forme unique garantit une résistance aux variations de pression atmosphérique.

 

Différences clés : taille, connexions et puissance

 

Les différences entre les cellules prismatiques et cylindriques s'étendent au-delà de leurs formes. Les distinctions notables incluent la taille, le nombre de connexions électriques et la puissance de sortie.

 

 

 

Taille

Les cellules prismatiques sont sensiblement plus grandes que les cellules cylindriques, abritant plus d'énergie par cellule. Pour illustrer, une seule cellule prismatique peut stocker autant d'énergie que 20 à 100 cellules cylindriques. La plus petite taille des cellules cylindriques les rend adaptées aux applications nécessitant une puissance inférieure, élargissant leur plage d'utilisation. Les piles cylindriques, comme leur nom l'indique, ont une forme cylindrique ressemblant aux piles AA traditionnelles. Les cellules prismatiques sont plus rectangulaires et plates, tandis que les cellules de poche sont flexibles et souvent enfermées dans une poche souple.

 

Connexions

Le nombre de connexions électriques requises dans une batterie est une autre différence cruciale. Ce facteur affecte directement la complexité globale et la fiabilité du système de batterie. Les cellules prismatiques, étant plus grandes et ayant une densité d'énergie plus élevée, nécessitent moins de cellules pour atteindre une capacité énergétique spécifique par rapport aux cellules cylindriques. Cela signifie que les batteries utilisant des cellules prismatiques ont moins de connexions électriques, ce qui entraîne potentiellement moins de points de défaillance lors de la fabrication et de l'utilisation. D'autre part, les cellules cylindriques, en raison de leur taille plus petite, nécessitent plus de cellules pour atteindre la même capacité énergétique, ce qui entraîne un plus grand nombre de connexions.

 

Puissance de sortie et performances

La puissance de sortie est un facteur critique pour diverses applications, des smartphones nécessitant une charge rapide aux véhicules électriques nécessitant une forte accélération. Les cellules cylindriques présentent souvent de meilleures capacités de sortie de puissance par rapport aux cellules prismatiques. Cet avantage découle de leur plus petite taille et de leur plus grand nombre de connexions, permettant une alimentation plus distribuée. En conséquence, les cellules cylindriques sont couramment choisies pour les applications hautes performances telles que les véhicules électriques et les outils électriques. Les cellules prismatiques, en revanche, sont préférées pour les applications gourmandes en énergie, où la fourniture d'une puissance constante et soutenue est plus critique que les rafales instantanées.

 

La révolution prismatique

 

 

L'évolution continue de l'industrie des véhicules électriques (VE) introduit un changement dynamique dans les préférences en matière de batteries. Bien que les cellules cylindriques dominent actuellement le secteur des véhicules électriques, les cellules prismatiques présentent des raisons convaincantes de potentiellement prendre les devants.

 

Les cellules prismatiques offrent des opportunités de réduction des coûts en rationalisant les étapes de fabrication. Leur conception plus grande permet la création de cellules plus grandes, minimisant le besoin de connexions électriques complexes pendant la production.

 

De plus, les cellules prismatiques s'alignent bien avec la chimie du lithium-phosphate de fer (LFP), tirant parti de matériaux abondants et rentables. Les batteries LFP reposent sur des ressources largement disponibles, contrairement à d'autres produits chimiques qui dépendent d'éléments coûteux comme le nickel et le cobalt.

 

Alors que l'adoption des cellules prismatiques LFP gagne du terrain, des changements notables se produisent. Les fabricants asiatiques de véhicules électriques intègrent des batteries LiFePO4 dans des formats prismatiques, tandis que Tesla introduit des batteries prismatiques fabriquées en Chine pour des modèles de voitures spécifiques.

 

Cependant, la chimie LFP présente des limites, notamment une densité d'énergie plus faible par rapport aux autres chimies, ce qui la rend inadaptée aux véhicules hautes performances. Les systèmes de gestion de batterie rencontrent également des difficultés pour prévoir les niveaux de charge des cellules LFP.

 

Conclusion

 

 

Le choix entre les cellules prismatiques et cylindriques va au-delà de la forme. Les considérations englobent la taille, les connexions et la puissance de sortie, en s'alignant sur des applications distinctes et les tendances futures de la technologie des batteries. Alors que la quête de solutions énergétiques plus efficaces et durables se poursuit, la concurrence entre ces deux types de cellules fait progresser l'évolution des innovations alimentées par batterie. Par coïncidence, ACE offre des batteries prismatiques et cylindriques. Si vous êtes intéressé, vous pouvez les essayer.

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