Ventajas de la célula prismática LiFePO4 en material y forma
¿Qué es una célula prismática de LiFePO4?
La célula prismática LiFePO4 tiene forma rectangular y contiene las capas de electrodos (ánodo y cátodo) apiladas/plegadas dentro de una carcasa dura y resistente. Su capacidad es superior a la de las células cilíndricas y su tamaño es mayor. Su gran tamaño las convierte en la mejor opción para aplicaciones de almacenamiento de alta energía como SAI, ESS y otras aplicaciones de almacenamiento.
Haga clic en la imagen para obtener la información detallada de 3.2v 280Ah LiFePO4 célula prismática
¿Cómo se fabrica una célula prismática?
Exterior
La estructura química de la célula prismática está englobada dentro de una carcasa rectangular de aluminio, acero o fibra rígida. Debido a su forma rectangular y a su mayor tamaño, permite a los fabricantes de baterías fabricar un paquete de baterías de alta capacidad y alto voltaje con menos conexiones que las celdas cilíndricas.
Hay dos marcas de signos positivo y negativo para las polaridades de la batería. También hay una fina capa aislante sobre la carcasa para evitar cualquier descarga eléctrica.
Interior
La estructura interior de la célula prismática se compone de electrodos positivos y negativos, es decir, cátodo y ánodo, electrolito y separador. (LiFePO4 funciona como cátodo, carbón grafitado como ánodo y polipropileno como separador).
El ánodo es de material LiFePO4 con estructura de olivino y el cátodo es de carbono poroso. Un material popular para el separador es el polipropileno. También puede utilizarse como electrolito una mezcla de carbonato de propileno y dimetoximetano.
Cómo funciona la célula prismática LiFePO4
La formación de la célula prismática se explica en la sección anterior. Esta sección ilustra el funcionamiento de una célula prismática LiFePO4. Cuando la célula se descarga, los iones de litio fluyen hacia el ánodo desde el cátodo a través del electrolito. Por el contrario, cuando la célula se carga, los iones se mueven en sentido contrario, es decir, del ánodo al cátodo.
De este modo, la carga y descarga de la batería continúan. Los iones de litio fluyen por los electrolitos mientras los electrones viajan por los circuitos externos; así se forma una corriente eléctrica. Esto es lo que hace la pila, convertir la energía química en electricidad.
Diferencia entre célula prismática LiFePO4 y célula cilíndrica
Es necesario comprender las pilas cilíndricas antes de compararlas con las pilas prismáticas.
Pilas cilíndricas
Estas células están encerradas en un cuerpo metálico cilíndrico en cuyo interior se enrollan capas de electrodos. Su capacidad energética es menor. Las pilas cilíndricas como Batería 18650 son las pilas más comunes que siguen utilizando la mayoría de los fabricantes de pilas. En esta configuración, las celdas están apiladas en un tubo con electrodos metálicos en ambos extremos.
Comparación
● El tamaño de la batería prismática es más flexible y el grado de personalización es mayor.
● Mayor aprovechamiento del espacio para las baterías prismáticas.
● La tecnología de células cilíndricas está madura, y hay suficiente espacio entre las células, por lo que la disipación del calor es más manejable.
● La capacidad y el volumen de las celdas cuadradas son mayores, por lo que para un pack de baterías compuesto por celdas cuadradas, el número de celdas disminuirá de forma natural, por lo que los requisitos para el BMS serán menores, y la seguridad de la batería será mayor.
Ventajas e inconvenientes de la célula prismática LiFePO4
Esta sección trata de los pros y los contras de la célula prismática LiFePO4.
Ventajas
A continuación se enumeran algunas ventajas notables de las baterías de celdas prismáticas de LiFePO4:
● La densidad energética de una pila prismática es teóricamente mayor
● Estas células vienen con alta capacidad que van desde 50-300 Ah, que es increíble
● Debido a su mayor tamaño y Capacidad conectar estas células en combinación paralela o en serie es más fácil incluyendo menos detalles.
● La estructura de la batería cuadrada es relativamente sencilla y el proceso de producción no es complicado
Desventajas
Las células prismáticas tienen más Ventajas pero algunas de las desventajas son como:
● Debido a su mayor tamaño no se podrían utilizar para dispositivos más pequeños
● Podrían hincharse si se exponen a vibraciones o a un fallo de fabricación.
Aplicaciones de la célula prismática LiFePO4
Las pilas prismáticas LiFePO4 se utilizan principalmente para el almacenamiento de energía y vehículos eléctricos por su alta densidad energética y capacidad. Otra ventaja de estas baterías es que no se ven muy afectadas por las vibraciones, lo que las hace útiles en dispositivos portátiles.
Especificaciones de la célula prismática LiFePO4
No existe una célula prismática estándar, sino que los fabricantes producen estas células según sus necesidades. Las pilas prismáticas LiFePO4 tienen un voltaje de 3,2V, mientras que el amperaje oscila entre 50Ah y 300Ah. Sin embargo, los valores nominales y las especificaciones de las pilas prismáticas varían según el fabricante.
¿Cuántas celdas prismáticas LiFePO4 hay en una batería de iones de litio de 12 V?
Para formar un pack de baterías, tienes que decidir la capacidad en Ah y la tensión de las celdas seleccionadas y, a continuación, hacer las combinaciones adecuadas de las celdas para alcanzar las capacidades requeridas. Para construir batería de iones de litio 12v 100ah necesitas Conectar 4 celdas de 3.2V y 100Ah cada una en combinación en serie, Esto resultará en una batería de 12.8V y 100Ah.
También hay otras formas de conseguirlo usando combinaciones en serie y en paralelo. Por ejemplo, si tienes celdas de 3.2v 25Ah necesitarás conectar 4 celdas en paralelo y estas 4 combinaciones en serie para hacer la batería de 12.8v 100Ah. Se llama configuración 4S4P ya que conectas 4 celdas en paralelo y luego una combinación en serie maestra de estos grupos en paralelo. De esta forma, un total de 4 celdas prismáticas LiFePO4 de 3,2 v y una capacidad de 25 Ah forman la batería necesaria.
La célula prismática LiFePO4 frente a la ternaria en el campo del almacenamiento de energía
Cada tipo tiene una eficacia única y escenarios de aplicación apropiados. A continuación se exponen algunas razones por las que la célula prismática LiFePO4 es mejor para el almacenamiento de energía que la ternaria.
● Las pilas prismáticas no contienen ningún material costoso, por lo que son baratas en comparación con las ternarias, que utilizan metales caros (óxidos intercalados de litio que contienen níquel, cobalto y manganeso).
● Las baterías de celdas prismáticas LiFePO4 tienen una capacidad de manejo a altas temperaturas en comparación con las ternarias. Esta característica las hace más seguras que las baterías ternarias.
● La célula prismática de LiFePO4 tiene una vida útil 3 veces mayor que la ternaria.
Conclusión
La tecnología de las pilas prismáticas LiFePO4 sigue emergiendo en el campo del almacenamiento de energía. En poco tiempo, estas baterías prismáticas se han hecho un hueco entre las mejores tecnologías de baterías. Desde el punto de vista de los materiales, la pila prismática de LiFePO4 tiene más ventajas en el rendimiento del ciclo que otras pilas. Desde el punto de vista de la forma del envase, la célula prismática de LiFePO4 tiene mayor capacidad que las baterías cilíndricas.
