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Vollständiger Vergleich von Prismatischen und Pouch Zellen

Comparación completa de celdas prismáticas y de bolsa.

, por Sally Zhuang, 14 Tiempo mínimo de lectura

Hoy en día, con el avance de la tecnología, el uso de baterías recargables es cada vez más común en nuestra vida diaria. Entre los diferentes tipos de baterías recargables, las pilas prismáticas y de bolsa son muy populares.

En este artículo, proporcionamos una comparación completa entre las células prismáticas y las células de bolsa para ayudarle a comprender sus características.

Parte 1. ¿Qué son las baterías Prismatic LiFePO4?

Las celdas prismáticas son un tipo de batería de iones de litio que se caracteriza por su forma rectangular o cuadrada. Por lo general, están hechos de carcasas de metal y se usan comúnmente en computadoras portátiles, tabletas y bancos de energía. Las baterías prismáticas de iones de litio utilizan aleación de aluminio o acero inoxidable para su carcasa rígida. La estructura interna de la batería puede estar envuelta o laminada, lo que proporciona una mejor protección para la celda de la batería en comparación con el embalaje flexible de las celdas en bolsa.

 

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Características de las células prismáticas

Las células prismáticas se caracterizan por varios rasgos característicos:

Forma y tamaño: Las células prismáticas tienen una forma rectangular rígida que se asemeja a un ladrillo o una caja plana. Están disponibles en diferentes tamaños y dimensiones, desde pequeños hasta grandes.
Densidad de energía: las celdas prismáticas ofrecen una mayor densidad de energía en comparación con otros tipos de baterías de iones de litio. Esto significa que pueden almacenar más energía en el mismo espacio, lo que los hace adecuados para aplicaciones de alta energía.
Alto voltaje: Las celdas prismáticas generalmente tienen un voltaje de salida más alto, lo que puede ser una ventaja en ciertas aplicaciones. Esto puede resultar en un mejor rendimiento y eficiencia para dispositivos que requieren niveles de voltaje más altos.
Durabilidad y seguridad: Las celdas prismáticas generalmente vienen con una carcasa de metal, que proporciona una mejor protección contra el estrés y los daños externos. Esto puede aumentar la seguridad y la durabilidad, especialmente en aplicaciones donde la batería puede estar expuesta a condiciones duras.
Gestión térmica: Debido a su carcasa metálica, las celdas prismáticas tienen mejores capacidades de gestión térmica. El estuche permite una disipación del calor más efectiva, reduciendo el riesgo de sobrecalentamiento y posibles daños a la batería.

Parte 2. ¿Qué son las células de la bolsa?

Las baterías de bolsa LiFePO4 (fosfato de hierro y litio) son un tipo de batería de iones de litio que utiliza LiFePO4 como material del cátodo. El suave revestimiento de aluminio hace que la batería sea más liviana y permite ajustar el tamaño y el espacio disponible según el uso previsto. Esto permite que las unidades flexibles se adapten fácilmente al espacio disponible de un producto en particular. En términos de optimización del espacio, esto significa lograr una eficiencia de embalaje del 90-95 % y una mayor densidad energética.

Al introducir un diseño más conveniente, las baterías blandas tienen el potencial de competir con las baterías de alto rendimiento de próxima generación, acelerando las necesidades de electrificación de los vehículos eléctricos y los productos electrónicos de consumo.

 

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Ventajas de las células de bolsa

Seguridad: La química del LiFePO4 es inherentemente más segura que otras sustancias químicas de iones de litio, como el óxido de litio y cobalto (LiCoO2). Tiene una mayor estabilidad térmica y es menos propenso a la fuga térmica, lo que hace que sea menos probable que se incendie o explote.
Larga vida útil: Las celdas de bolsa LiFePO4 suelen tener una vida útil más larga en comparación con otras baterías de iones de litio. Pueden soportar cientos o incluso miles de ciclos de carga y descarga sin una pérdida significativa de capacidad, lo que los hace adecuados para aplicaciones que requieren confiabilidad a largo plazo.
Alta densidad de potencia: Las celdas de bolsa LiFePO4 tienen una alta densidad de potencia, por lo que pueden suministrar altas corrientes cuando sea necesario. Esto los hace adecuados para aplicaciones que requieren una alta potencia de salida, como vehículos eléctricos o herramientas eléctricas.
Amplio rango de temperatura: Las celdas de bolsa LiFePO4 pueden funcionar en un amplio rango de temperatura de -20 °C a 60 °C (-4 °F a 140 °F) sin comprometer el rendimiento. Esto los hace adecuados para su uso en temperaturas extremas y entornos hostiles.
Respetuoso con el medio ambiente: La química LiFePO4 no contiene metales pesados ​​nocivos como cadmio o plomo, lo que la hace más respetuosa con el medio ambiente y más fácil de reciclar.
Ligero y compacto: El diseño de la celda de la bolsa permite un factor de forma flexible y liviano, lo que lo hace ideal para aplicaciones con espacio limitado donde el tamaño y el peso son factores críticos.

Batería Mini LiFePO4 Power Queen de 12V 100Ah tiene una gran demanda en el mercado debido a su compacidad y peso liviano, con un peso de solo 8,96 kg. Debido a que tiene sólo 3/5 del tamaño de otras baterías con la misma capacidad, se destaca de la competencia. El uso de la tecnología de celdas de bolsa juega un papel importante al permitir un diseño tan pequeño y liviano de esta batería.

Preocupaciones de seguridad relacionadas con las células de la bolsa Lifepo4

Un problema común con las células de la bolsa, incluidas las células de la bolsa LiFePO4, es la posibilidad de hinchazón. La hinchazón puede ser causada por una variedad de factores, como carga o descarga inadecuada, sobrecarga o exposición a temperaturas extremas.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que las células de bolsa LiFePO4 generalmente se consideran más seguras que otros productos químicos de iones de litio, como el óxido de litio y cobalto (LiCoO2) o el óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC). Esto se debe principalmente a la estabilidad inherente de la química LiFePO4, que es menos susceptible a la fuga térmica o “fuga térmica”.

Las celdas de bolsa LiFePO4 tienen una mayor estabilidad térmica y una menor densidad de energía en comparación con otros productos químicos de iones de litio. Esto significa que hay menos riesgo de sobrecalentamiento y fuga térmica, lo que los convierte en una opción más segura para determinadas aplicaciones.

Además, las celdas de bolsa LiFePO4 suelen tener una serie de características de seguridad, como una válvula de alivio de presión y medidas de protección térmica. Estos mecanismos de seguridad ayudan a reducir el riesgo de hinchazón, sobrecarga o fuga térmica.

Además, el diseño flexible de las celdas de la bolsa permite una disipación de calor más efectiva, evitando la acumulación excesiva de temperatura y reduciendo el riesgo de hinchazón. Las celdas tipo bolsa también tienen una menor resistencia interna en comparación con las celdas prismáticas, lo que ayuda a minimizar la generación de calor durante la carga y descarga.

Vale la pena señalar que garantizar prácticas de carga y descarga adecuadas y mantener el rango de temperatura recomendado es fundamental para mantener la seguridad y la longevidad de cualquier batería de iones de litio, incluidas las celdas de bolsa LiFePO4.

En resumen, si bien la hinchazón puede ser un problema potencial para las células de bolsa, las células de bolsa LiFePO4 generalmente se consideran más seguras que otros productos químicos de iones de litio debido a su estabilidad inherente y sus características de seguridad integradas. Si se siguen las pautas de cuidado y mantenimiento adecuadas, se puede minimizar el riesgo de hinchazón y otros problemas de seguridad, lo que convierte a las células de bolsa LiFePO4 en una opción confiable y segura para diversas aplicaciones.

Para garantizar el cumplimiento de estándares regulatorios como UL, CE y RoHS, es importante garantizar que las celdas de bolsa LiFePO4 tengan las certificaciones de seguridad necesarias. Estas certificaciones muestran que las baterías cumplen con estrictos requisitos ambientales y de seguridad y se han sometido a pruebas exhaustivas y procedimientos de control de calidad.

Las baterías de Power Queen tienen el más alto nivel de seguridad, según lo confirmado por los informes de pruebas de UL.

Diferencia entre celdas prismáticas y de bolsa

Forma

Las celdas prismáticas tienen una forma rectangular rígida, mientras que las celdas de bolsa tienen un diseño plano y flexible. Las celdas prismáticas suelen ser más grandes y voluminosas, mientras que las celdas tipo bolsa ofrecen una mayor flexibilidad de diseño y pueden fabricarse en varias formas y tamaños.

Materiales de embalaje

Las celdas prismáticas generalmente tienen una carcasa metálica que proporciona una mejor durabilidad y gestión térmica. Las celdas de bolsa, por otro lado, utilizan una bolsa flexible hecha de materiales laminados como aluminio y polímero, lo que las hace livianas y permite un uso más eficiente del espacio.

Tamaño

Las células prismáticas tienden a ser más grandes y gruesas debido a su forma rectangular rígida. Las celdas de bolsa son generalmente más delgadas y compactas, lo que las hace adecuadas para dispositivos con espacio limitado.

Peso

Las celdas prismáticas suelen ser más pesadas debido a la carcasa metálica rígida. Debido a que las celdas de bolsa son livianas y usan empaques flexibles, son más livianas.

Voltaje y capacidad de la celda

Tanto las celdas prismáticas como las de bolsa pueden tener diferentes voltajes y capacidades dependiendo de la química y el diseño específicos. Normalmente ofrecen rangos de voltaje similares, pero la capacidad puede variar según el diseño y el tamaño.

Durabilidad

Las celdas prismáticas con su carcasa metálica ofrecen una mayor durabilidad y resistencia al estrés externo en comparación con las celdas de bolsa. Debido a su flexibilidad, las células de la bolsa son más susceptibles a sufrir daños y pueden requerir medidas de seguridad adicionales.

Costos

Las células prismáticas son generalmente más caras de fabricar debido al diseño especial de su carcasa metálica. Las celdas tipo bolsa suelen ser menos costosas de fabricar debido a su construcción más simple y embalaje flexible.

Rendimiento

Las celdas prismáticas tienen una mayor densidad de energía y son adecuadas para aplicaciones de alta energía donde la durabilidad y la gestión térmica son fundamentales, como los vehículos eléctricos. Las celdas de bolsa ofrecen una mayor densidad de potencia debido a su diseño liviano y flexible, lo que las hace adecuadas para dispositivos que requieren ráfagas rápidas de energía, como teléfonos inteligentes y tabletas.

Aplicación de celdas prismáticas vs. Celdas de bolsa

Las baterías de iones de litio han revolucionado la forma en que alimentamos nuestros dispositivos electrónicos, desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos. Entre los diferentes tipos de baterías de iones de litio disponibles, las celdas prismáticas y las celdas de bolsa se usan comúnmente debido a sus propiedades únicas.

Celdas prismáticas: potencias para aplicaciones robustas

Las celdas prismáticas, con su forma rectangular o cuadrada, son conocidas por su longevidad y robustez. A menudo se utilizan en aplicaciones que requieren alto rendimiento y estabilidad estructural. Algunas aplicaciones notables incluyen:
Vehículos eléctricos (EV): Las celdas prismáticas sirven como columna vertebral de los paquetes de baterías de los vehículos eléctricos debido a su capacidad para manejar altas corrientes y proporcionar suficiente densidad de energía. La carcasa metálica rígida proporciona una excelente protección contra daños físicos, garantizando seguridad y confiabilidad a largo plazo.
Herramientas eléctricas: Las herramientas que consumen mucha energía, como los taladros y sierras inalámbricos, requieren baterías que puedan ofrecer un alto rendimiento. Las células prismáticas destacan en estos escenarios, ya que proporcionan la potencia y la resistencia necesarias para un funcionamiento prolongado.
Sistemas de almacenamiento de energía (ESS): Las celdas prismáticas se utilizan en grandes proyectos de almacenamiento de energía donde la confiabilidad y la longevidad son críticas. Su diseño robusto combinado con su alta capacidad los hace adecuados para aplicaciones a nivel de red y ayudan a estabilizar las fuentes de energía renovables.

 

Celdas tipo bolsa: ligeras y versátiles

Las celdas de bolsa, por otro lado, ofrecen un diseño más liviano y flexible, lo que las hace ideales para dispositivos electrónicos portátiles y aplicaciones con espacio limitado. Profundicemos en algunas áreas destacadas donde brillan las células de la bolsa:

Electrónica de consumo: Los teléfonos inteligentes, tabletas y dispositivos portátiles se benefician enormemente del factor de forma delgado y compacto de las celdas tipo bolsa. Estas celdas se pueden adaptar individualmente a las dimensiones específicas de la electrónica, maximizando la utilización del espacio y al mismo tiempo proporcionando suficiente capacidad de energía.
Dispositivos médicos: Las células de bolsa se utilizan en diversos dispositivos médicos, como marcapasos y bombas de insulina. Su pequeño tamaño y peso ligero los hacen ideales para tecnologías médicas implantables y portátiles.
Aeroespacial y drones: La industria aeroespacial depende de componentes livianos para optimizar la eficiencia del combustible. Debido a su peso ligero y su forma personalizable, las celdas tipo bolsa se utilizan cada vez más en aviones y drones para alimentar sistemas a bordo y garantizar tiempos de vuelo más prolongados.

Ventajas de las celdas de prisma y bolsa

Si bien cada tipo de celda tiene sus aplicaciones específicas, tanto las celdas prismáticas como las de bolsa ofrecen ciertas ventajas:

Las celdas prismáticas ofrecen mayor durabilidad y mejor protección debido a su carcasa metálica rígida.
Las celdas tipo bolsa son más ligeras y flexibles, lo que permite una mayor libertad de diseño y una mayor densidad de energía en un espacio compacto.
Ambos tipos de celdas ofrecen un rendimiento confiable con voltaje y capacidad de celda similares.
Las celdas prismáticas destacan en aplicaciones de alto rendimiento, mientras que las celdas de bolsa brillan en dispositivos portátiles y con espacio limitado.

 

Preguntas y respuestas sobre Prismatic vs. Celdas de bolsa

1. ¿Por qué comprimir las células LiFePO4?

La compresión de las celdas LiFePO4 mejora el contacto entre los componentes, aumenta la densidad de energía, aumenta la seguridad y extiende la vida útil, lo que las convierte en soluciones de almacenamiento de energía más eficientes y confiables. Ofrece ventajas como rendimiento mejorado, compacidad y mitigación de riesgos como cortocircuitos internos y fugas de gas.

 2. ¿Cómo se cargan baterías LiFePO4 de prisma o de bolsa?

Puede cargar baterías LiFePO4 mediante generadores, paneles solares y cargadores de baterías LiFePO4. Siga leyendo cómo cargar baterías LiFePO4 para obtener más información.

Conclusión

En resumen, tanto las celdas prismáticas como las de bolsa son seguras de usar. Y cada tipo tiene sus propias ventajas. Elegir marcas confiables como Power Queen que hayan pasado certificaciones de seguridad como las pruebas UL es definitivamente importante al decidir qué baterías usar.

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