الخلايا المنشورية والحقيبة: أي تنسيق لبطارية ليثيوم أيون هو المستقبل؟

مناقشة موجزة حول تخلي LG Energy Solution عن أبحاث الخلايا المنشورية وتطويرها.

جدول المحتويات
تطوير الخلايا وإدارتها
ثلاثة أنواع من الخلايا: أصول متشابهة ذات وظائف مختلفة
مصنعي البطاريات: تطوير طرق تقنية متعددة
طرق التكنولوجيا: مكملة ومنافسة
وفي الختام

تطوير الخلايا وإدارتها

بحسب وسائل الإعلام الكورية الكهرباء (14 سبتمبر) ، أعلنت LG Energy Solution عن إلغاء تطورات الخلايا المنشورية ، بدلاً من التركيز على إنتاج خلايا الحقيبة.

على أساس شكل التعبئة والتغليف ، بطاريات الليثيوم تنقسم في الغالب إلى خلايا جيبية وخلايا أسطوانية وخلايا موشورية. شكلت هذه الخيارات الثلاثة نطاقًا معينًا في السوق ، ولكن هل سيؤدي تحرك LG Energy Solution إلى تغييرات في تخطيط الصناعة؟

ثلاثة أنواع من الخلايا: أصول متشابهة ذات وظائف مختلفة

تم تطوير جميع خلايا الحقيبة والخلايا الأسطوانية والخلايا المنشورية من تقنيات بطاريات 3C لكن خصائصها تختلف اعتمادًا على الهيكل.

يتم تغطية لفة الهلام لخلية الحقيبة بهيكل مشابه لهيكل غلاف فيلم الألمنيوم والبلاستيك الموجود على قطع العمود. بسبب هذه البنية الناعمة ، أخذت هذه الخلية اسم "خلية الحقيبة". تتميز خلية الحقيبة بخصائص كثافة الطاقة العالية وأداء تبديد الحرارة الممتاز.

يأتي اسم الخلية الأسطوانية من دحرجة جيلي رول في عمود ، حيث يكون الجزء الخارجي مجهزًا بغطاء أسطواني من الصلب أو الألومنيوم. تتميز هذه الخلية الأسطوانية بخصائص الحجم الصغير وكفاءة الإنتاج العالية.

الخلية المنشورية هي أكثر أنواع خلايا البطارية استخدامًا في الليثيوم- الكهرباء. يتم تغليفها بغطاء مستطيل من الألومنيوم ، وتحتوي على حزمة بطارية مدمجة ، ومليئة بالكهرباء ، ومختومة بغطاء علوي لتشكيل وحدة كهروكيميائية مستقلة نسبيًا.

بعد ما يقرب من عشر سنوات من التطوير ، أصبح الاتجاه التقني لهذه الخلايا الثلاث واضحًا بشكل متزايد.

توفر خلية الحقيبة مزايا متأصلة في الكتلة وكثافة الطاقة وتكسر باستمرار الحدود. في الوقت الحالي ، يتمثل اتجاه البحث والتطوير لهذه الخلية في حل سلسلة من المشكلات الناتجة عن إنتاج الغاز داخل خلية البطارية.

توفر الخلية الأسطوانية قطرًا متزايدًا وسعة خلية متنامية. بدءًا من 18650 الأصلي (قطر 18 ملم) ، تقدم بعد ذلك إلى 21700 ، ثم إلى السلسلة 34 اللاحقة ، والآن إلى 4680 الشهير.

تظهر المزايا الهيكلية للخلية المنشورية للضوء بفضل التقدم المستمر في البحث والتطوير المادي. تم استبدال الغلاف الفولاذي التقليدي بغلاف من الألومنيوم عالي القوة ، والذي يرتقي بكثافة الطاقة الجماعية إلى مستوى أعلى. أدت التطورات في تقنية اللحام بالليزر أيضًا إلى حل مشكلة قوة اللحام بين الغلاف والغطاء العلوي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ولادة تقنية التصفيح وتقنية الجانب الخارجي لعلامة التبويب الكاثود تعني اختراقات في التحديات التي تواجه استخدام الفضاء.

جميع منتجات "وسيلة التحايل" التي أطلقتها مصانع البطاريات في السنوات الأخيرة - سواءً فكرت في بطارية "الشفرة" أو بطارية "المجلة" أو بطارية "Kirin" - كان الأساس دائمًا هو الخلية المنشورية. وقد انعكس ذلك في سوق بطاريات السيارات الكهربائية ، والذي أظهر أن البطاريات المنشورية التي تم تركيبها في عام 2021 وصلت إلى 121 جيجاوات ساعة ، وهو ما يمثل 81٪ (من بيانات تقرير سوق بطاريات CITIC Securities 2021 EV).

مصنعي البطاريات: تطوير طرق تقنية متعددة

تختار كل مؤسسة بطارية طريقًا تقنيًا أثناء التخطيط الأولي. على سبيل المثال ، نشأ مسار الخلية الأسطوانية من باناسونيك من التطبيق الناجح لخلايا 18650 في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والتقدم التكنولوجي اللاحق المصاحب لها. يرتبط مسار غلاف الألمنيوم المنشوري لشركة BYD باستخدامها لبطاريات OEM لـ Nokia.

ومع ذلك ، مع البحث المستمر وتطوير تقنيات جديدة ، بالإضافة إلى التغييرات في أنماط العرض والطلب في السوق ، ستعمل الغالبية العظمى من مصنعي البطاريات الآن على تطوير طرق تقنية متعددة:

• بصفتها أكبر مورد للخلايا الأسطوانية ، بدأت "باناسونيك" في البحث عن خلايا الألمنيوم المنشورية وتطويرها في مصنعها في داليان.
• تشتهر LG Energy Solution بخلايا الحقيبة الخاصة بها ، ومع ذلك ، فإن خلاياها الأسطوانية ممتازة أيضًا ؛
• تشتهر بطاريات EV من سامسونج بخلايا الألمنيوم المنشورية ، ومع ذلك ، فقد بدأ بالفعل الإنتاج الضخم للخلايا الأسطوانية البالغ عددها 21700 في مصنعها في Tianjin ؛
• تنشر CATL سلسلة من الأسطوانات الكبيرة ، كما دخلت في شراكة مع BMW ، والتي من المتوقع أن تبدأ في تزويد الخلية الأسطوانية من الفئة 46 في عام 2025.

إلى جانب تطوير طرق فنية متعددة ، شركات البطاريات سوف تجمع بين خصائص خلايا البطارية وتعديلها لتحسين منتجاتها وترقيتها ، أو استخدام طرق غير تقنية للحفاظ على قوتها.

طرق التكنولوجيا: مكملة ومنافسة

يعتمد اختيار مسار التكنولوجيا بشكل أساسي على تطورات التكنولوجيا والسرعة التي يمكن بها تحقيق التحديثات. يعتمد اختيار اتجاه التنمية بشكل أساسي على العوامل التالية:

• الابتكار التقني: في حالة عدم وجود ابتكارات اختراق داخل أي مسار تقني واحد ، سيتم تطوير خلايا الحقيبة والخلايا الأسطوانية والخلايا المنشورية في وقت واحد لتحقيق تحسينات في الأداء والتكلفة ، وفقًا لخصائصها.
• الشركات الرائدة: بفضل رأس مالها وقدراتها التكنولوجية الكافية ، يمكن للشركات الرائدة التأثير على الصناعة وبالتالي تجنب أوجه القصور فيها. حتى الآن ، اختارت الشركات الرائدة أكثر من مسار تقني واحد ، مما يعني أن طرق التكنولوجيا الثلاثة ستحتل حصتها في السوق في المستقبل المنظور.
• تغييرات السوق: من غير المرجح أن تتغير الهيمنة الحالية على السوق المحلية بواسطة خلايا الألمنيوم المنشورية في السنوات القليلة المقبلة. ومع ذلك ، فإن إطلاق البطارية 4680 يوفر زخمًا جديدًا للنمو لتطوير الخلية الأسطوانية ، بينما تكتسب خلايا الحقيبة الآن شعبية في بعض الأسواق الخارجية.

وفي الختام

ارتفاع شعبية كل من الخلايا الأسطوانية والحقيبة يعني أن المنافسة بين الخلية المنشورية وخلية الحقيبة لا تزال غير مؤكدة. بالنسبة لخيار LG Energy Solution للاستمرار في مسار خلية الحقيبة والتخلي عن البحث والتطوير للخلية المنشورية ، فقد يكون هذا بسبب استثماراتها الكبيرة بالفعل في خلية الحقيبة والتقدم التكنولوجي الذي تم تحقيقه بالفعل في الخلية المنشورية بواسطة البطارية الصينية الشركات على مدى السنوات العشر الماضية.

إخلاء المسؤولية: المعلومات الواردة أعلاه مقدمة من Cornex New Energy بشكل مستقل عن Alibaba.com. لا تقدم Alibaba.com أي تعهدات وضمانات فيما يتعلق بجودة وموثوقية البائع والمنتجات.