CÉLULAS PRISMÁTICAS VS. CÉLULAS CILÍNDRICAS: UNA COMPARACIÓN

En el panorama en rápida evolución de la tecnología de baterías, la elección entre diferentes tipos de baterías de iones de litio puede afectar significativamente el rendimiento y la aplicación de varios dispositivos. ACELas celdas prismáticas y cilíndricas de ofrecen distintas ventajas y aplicaciones. Profundicemos en las diferencias clave entre estos dos tipos de células y exploremos sus implicaciones potenciales.

Explorando las células prismáticas

Las celdas prismáticas representan una química encerrada dentro de una carcasa rígida, normalmente con forma rectangular. Este diseño facilita el apilamiento eficiente de múltiples celdas dentro de un módulo de batería. Las celdas prismáticas vienen en dos variaciones: láminas de electrodos apilados o enrollados y aplanados (ánodo, separador, cátodo). El diseño de celdas prismáticas apiladas permite la liberación de más energía a la vez, mejorando el rendimiento. Por el contrario, las celdas prismáticas aplanadas ofrecen un mayor almacenamiento de energía, lo que mejora la durabilidad.

Utilizadas principalmente en sistemas de almacenamiento de energía y vehículos eléctricos, las celdas prismáticas brillan en aplicaciones que exigen una mayor capacidad de energía. Su mayor tamaño los hace menos adecuados para dispositivos compactos como teléfonos móviles o bicicletas eléctricas. Sin embargo, para aplicaciones de uso intensivo de energía, las celdas prismáticas emergen como una opción confiable.

Revelación de celdas cilíndricas

Las celdas cilíndricas, como sugiere su nombre, vienen encerradas dentro de latas cilíndricas rígidas. Su forma redonda y compacta facilita el apilamiento en dispositivos de varios tamaños. Esta forma también evita el hinchamiento causado por la acumulación de gas dentro de la carcasa, un fenómeno que puede comprometer otros formatos de celdas.

Una batería cilíndrica de iones de litio se caracteriza por su forma cilíndrica, por lo que se ganó el nombre de "batería cilíndrica de iones de litio". Estas baterías se clasifican según los materiales de sus ánodos e incluyen variantes como óxidos de litio y cobalto (LiCoO2), litio manganeso (LiMn2O4), litio níquel manganeso cobalto (LiNiMnCoO2 o NMC), litio aluminio níquel cobalto (LiNiCoAlO2 o NCA), fosfato de litio y hierro ( LiFePO4) y titanato de litio (Li4Ti5O12).

Las celdas cilíndricas, inicialmente popularizadas en computadoras portátiles, dejaron su huella con el uso de Tesla en vehículos eléctricos. Estas celdas son componentes esenciales de bicicletas eléctricas, dispositivos médicos e incluso satélites, donde su forma única garantiza la resistencia a las variaciones de la presión atmosférica.

Diferencias clave: tamaño, conexiones y alimentación

Las diferencias entre las células prismáticas y cilíndricas se extienden más allá de sus formas. Las distinciones notables incluyen el tamaño, la cantidad de conexiones eléctricas y la potencia de salida.

Tamaño

Las celdas prismáticas son sustancialmente más grandes que las celdas cilíndricas y albergan más energía por celda. Para ilustrar, una sola celda prismática puede almacenar tanta energía como 20 a 100 celdas cilíndricas. El tamaño más pequeño de las celdas cilíndricas las hace adecuadas para aplicaciones que requieren menor potencia, ampliando su rango de uso. Las pilas cilíndricas, como sugiere su nombre, tienen una forma cilíndrica que se asemeja a las pilas AA tradicionales. Las células prismáticas son más rectangulares y planas, mientras que las células de bolsa son flexibles y, a menudo, están encerradas en una bolsa blanda.

Conexiones

La cantidad de conexiones eléctricas requeridas en un paquete de baterías es otra diferencia crucial. Este factor afecta directamente la complejidad y confiabilidad general del sistema de batería. Las celdas prismáticas, al ser más grandes y tener mayor densidad de energía, requieren menos celdas para lograr una capacidad de energía específica en comparación con las celdas cilíndricas. Esto significa que los paquetes de baterías que utilizan celdas prismáticas tienen menos conexiones eléctricas, lo que da como resultado potencialmente menos puntos de falla durante la fabricación y el uso. Por otro lado, las celdas cilíndricas, debido a su menor tamaño, requieren más celdas para lograr la misma capacidad energética, lo que lleva a un mayor número de conexiones.

Potencia de salida y rendimiento

La potencia de salida es un factor crítico para varias aplicaciones, desde teléfonos inteligentes que necesitan una carga rápida hasta vehículos eléctricos que requieren una gran aceleración. Las celdas cilíndricas a menudo exhiben mejores capacidades de salida de energía en comparación con las celdas prismáticas. Esta ventaja surge de su menor tamaño y mayor número de conexiones, lo que permite una entrega de energía más distribuida. Como resultado, las celdas cilíndricas se eligen comúnmente para aplicaciones de alto rendimiento como vehículos eléctricos y herramientas eléctricas. Las celdas prismáticas, por otro lado, se prefieren para aplicaciones de uso intensivo de energía, donde la entrega de energía constante y sostenida es más crítica que las ráfagas instantáneas.

La revolución prismática

La evolución continua de la industria de los vehículos eléctricos (EV) introduce un cambio dinámico en las preferencias de batería. Aunque las celdas cilíndricas dominan actualmente el sector de los vehículos eléctricos, las celdas prismáticas presentan razones de peso para potencialmente tomar la delantera.

Las celdas prismáticas ofrecen oportunidades de reducción de costos al optimizar los pasos de fabricación. Su diseño más grande permite la creación de celdas más grandes, minimizando la necesidad de conexiones eléctricas intrincadas durante la producción.

Además, las celdas prismáticas se alinean bien con la química de fosfato de hierro y litio (LFP), aprovechando materiales abundantes y rentables. Las baterías LFP dependen de recursos ampliamente disponibles, en contraste con otras químicas que dependen de elementos costosos como el níquel y el cobalto.

A medida que la adopción de las celdas prismáticas LFP gana fuerza, se producen cambios notables. Los fabricantes asiáticos de vehículos eléctricos incorporan baterías LiFePO4 en formatos prismáticos, mientras que Tesla presenta baterías prismáticas fabricadas en China para modelos de automóviles específicos.

Sin embargo, la química LFP presenta limitaciones, incluida una menor densidad de energía en comparación con otras químicas, lo que la hace inadecuada para vehículos de alto rendimiento. Los sistemas de administración de baterías también enfrentan desafíos para predecir los niveles de carga de las celdas LFP.

Conclusión

La elección entre celdas prismáticas y cilíndricas va más allá de la forma. Las consideraciones abarcan el tamaño, las conexiones y la potencia de salida, alineándose con distintas aplicaciones y tendencias futuras en tecnología de baterías. A medida que continúa la búsqueda de soluciones energéticas más eficientes y sostenibles, la competencia entre estos dos tipos de celdas avanza en la evolución de las innovaciones alimentadas por batería. Coincidentemente, ACE ofrece baterías prismáticas y cilíndricas. Si estás interesado, puedes probarlos.