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Vollständiger Vergleich von Prismatischen und Pouch Zellen

Vollständiger Vergleich von Prismatischen und Pouch Zellen

, door Sally Zhuang, 11 min lezen

Heutzutage wird die Verwendung von wiederaufladbaren Batterien im Zuge des technologischen Fortschritts in unserem täglichen Leben immer häufiger eingesetzt. Unter den verschiedenen Arten von wiederaufladbaren Batterien erfreuen sich prismatische und Pouch-Zellen großer Beliebtheit. 

In diesem Artikel bieten wir einen vollständigen Vergleich zwischen prismatischen Zellen und Pouch-Zellen, um Ihnen das Verständnis ihrer Eigenschaften zu erleichtern.

Teil 1. Was sind Prismatische LiFePO4 Batterien?

Prismatische Zellen sind eine Art Lithium-Ionen-Batterie, die sich durch ihre rechteckige oder quadratische Form auszeichnet. Sie bestehen typischerweise aus Metallgehäusen und werden häufig in Laptops, Tablets und Powerbanks verwendet. Prismatische Lithium-Ionen-Batterien verwenden für ihr starres Gehäuse eine Aluminiumlegierung oder Edelstahl. Die innere Struktur der Batterie kann entweder gewickelt oder laminiert sein, was im Vergleich zur flexiblen Verpackung von Pouch-Zellen einen besseren Schutz für die Batteriezelle bietet.

 

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Merkmale von Prismatischen Zellen

Prismatische Zellen zeichnen sich durch mehrere charakteristische Merkmale aus:

Form und Größe: Prismatische Zellen haben eine starre rechteckige Form, die einem Ziegelstein oder einer flachen Kiste ähnelt. Sie sind in verschiedenen Größen und Abmessungen erhältlich, von klein bis groß.
Energiedichte: Prismatische Zellen bieten im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Batterietypen eine höhere Energiedichte. Das bedeutet, dass sie mehr Energie auf demselben Raum speichern können, wodurch sie sich für Hochenergieanwendungen eignen.
Hochspannung: Prismatische Zellen haben im Allgemeinen eine höhere Ausgangsspannung, was bei bestimmten Anwendungen von Vorteil sein kann. Dies kann zu einer besseren Leistung und Effizienz bei Geräten führen, die höhere Spannungspegel erfordern.
Haltbarkeit und Sicherheit: Prismatische Zellen werden normalerweise mit einem Metallgehäuse geliefert, das einen besseren Schutz gegen äußere Belastungen und Beschädigungen bietet. Dies kann die Sicherheit und Haltbarkeit erhöhen, insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Batterie rauen Bedingungen ausgesetzt sein kann.
Wärmemanagement: Aufgrund ihres Metallgehäuses verfügen prismatische Zellen über bessere Wärmemanagementfähigkeiten. Das Gehäuse ermöglicht eine effektivere Wärmeableitung und verringert so das Risiko einer Überhitzung und einer möglichen Beschädigung des Akkus.

Teil 2. Was sind Pouchzellen?

Beutel LiFePO4 Akkus (Lithiumeisenphosphat) sind eine Art Lithium-Ionen-Batterie, die LiFePO4 als Kathodenmaterial verwendet. Die weiche Aluminiumbeschichtung macht den Akku leichter und ermöglicht je nach Verwendungszweck eine anpassbare Größe und verfügbaren Platz. Dadurch können flexible Einheiten problemlos an den verfügbaren Platz eines bestimmten Produkts angepasst werden. Im Hinblick auf die Raumoptimierung bedeutet dies, eine Verpackungseffizienz von 90–95 % und eine höhere Energiedichte zu erreichen.

Durch die Einführung eines komfortableren Designs haben Softpack-Batterien das Potenzial, mit Hochleistungsbatterien der nächsten Generation mitzuhalten und so den Elektrifizierungsbedarf von Elektrofahrzeugen und Unterhaltungselektronikprodukten zu beschleunigen.

 

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Vorteile von Pouchzellen

Sicherheit: Die LiFePO4 Chemie ist von Natur aus sicherer als andere Lithium-Ionen-Chemikalien, wie etwa Lithiumkobaltoxid (LiCoO2). Es verfügt über eine höhere thermische Stabilität und ist weniger anfällig für thermisches Durchgehen, wodurch es weniger wahrscheinlich Feuer fängt oder explodiert.
Lange Lebensdauer: LiFePO4 Pouchzellen haben im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Batterien typischerweise eine längere Lebensdauer. Sie können Hunderte oder sogar Tausende von Lade-Entlade-Zyklen ohne nennenswerten Kapazitätsverlust überstehen und eignen sich daher für Anwendungen, die eine langfristige Zuverlässigkeit erfordern.
Hohe Leistungsdichte: LiFePO4 Pouchzellen verfügen über eine hohe Leistungsdichte, sodass sie bei Bedarf hohe Ströme liefern können. Dadurch eignen sie sich für Anwendungen, die eine hohe Leistungsabgabe erfordern, wie zum Beispiel Elektrofahrzeuge oder Elektrowerkzeuge.
Großer Temperaturbereich: LiFePO4 Pouchzellen können in einem weiten Temperaturbereich von -20 °C bis 60 °C (-4 °F bis 140 °F) betrieben werden, ohne dass die Leistung beeinträchtigt wird. Dadurch sind sie für den Einsatz bei extremen Temperaturen und rauen Umgebungen geeignet.
Umweltfreundlichkeit: Die LiFePO4 Chemie enthält keine schädlichen Schwermetalle wie Cadmium oder Blei, wodurch sie umweltfreundlicher und einfacher zu recyceln ist.
Leicht und kompakt: Das Pouch-Zellen-Design ermöglicht einen flexiblen und leichten Formfaktor und eignet sich daher ideal für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot, bei denen Größe und Gewicht entscheidende Faktoren sind.

Power Queen 12V 100Ah Mini LiFePO4 Akku ist aufgrund seiner Kompaktheit und seines geringen Gewichts auf dem Markt sehr gefragt und wiegt nur 8,96 kg. Da er nur 3/5 so groß ist wie andere Akkus mit der gleichen Kapazität, sticht er aus der Konkurrenz hervor. Der Einsatz der Pouch-Zellen-Technologie spielt eine wichtige Rolle dabei, ein so kleines und leichtes Design dieser Batterie zu ermöglichen.

Sicherheitsbedenken bezüglich Lifepo4 Pouchzellen

Ein häufiges Problem bei Pouch-Zellen, einschließlich der LiFePO4 Pouchzellen, ist die Möglichkeit einer Schwellung. Eine Schwellung kann durch eine Vielzahl von Faktoren verursacht werden, beispielsweise durch unsachgemäßes Laden oder Entladen, Überladen oder die Einwirkung extremer Temperaturen.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass LiFePO4 Pouchzellen im Allgemeinen als sicherer gelten als andere Lithium-Ionen-Chemikalien wie Lithium-Kobaltoxid (LiCoO2) oder Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid (NMC). Dies liegt vor allem an der inhärenten Stabilität der LiFePO4-Chemie, die weniger anfällig für thermisches Durchgehen oder „thermisches Durchgehen“ ist.

LiFePO4 Pouchzellen weisen im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Chemikalien eine höhere thermische Stabilität und eine geringere Energiedichte auf. Dies bedeutet, dass das Risiko einer Überhitzung und eines thermischen Durchgehens geringer ist, was sie für bestimmte Anwendungen zu einer sichereren Option macht.

Darüber hinaus verfügen LiFePO4 Pouchzellen typischerweise über eine Reihe von Sicherheitsfunktionen, wie zum Beispiel ein Überdruckventil und thermische Schutzmaßnahmen. Diese Sicherheitsmechanismen tragen dazu bei, das Risiko von Schwellung, Überladung oder thermischem Durchgehen zu verringern.

Darüber hinaus ermöglicht das flexible Design der Pouchzellen eine effektivere Wärmeableitung, wodurch ein übermäßiger Temperaturaufbau verhindert und das Risiko von Schwellungen verringert wird. Pouchzellen haben im Vergleich zu prismatischen Zellen außerdem einen geringeren Innenwiderstand, was dazu beiträgt, die Wärmeentwicklung beim Laden und Entladen zu minimieren.

Es ist erwähnenswert, dass die Sicherstellung ordnungsgemäßer Lade- und Entladepraktiken sowie die Einhaltung des empfohlenen Temperaturbereichs für die Aufrechterhaltung der Sicherheit und Langlebigkeit jeder Lithium-Ionen-Batterie, einschließlich LiFePO4 Pouchzellen, von entscheidender Bedeutung sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Schwellungen zwar ein potenzielles Problem für Pouch-Zellen darstellen können, LiFePO4 Pouchzellen jedoch aufgrund ihrer inhärenten Stabilität und der integrierten Sicherheitsfunktionen im Allgemeinen als sicherer als andere Lithium-Ionen-Chemikalien gelten. Durch die Einhaltung der richtigen Pflege- und Wartungsrichtlinien kann das Risiko von Schwellungen und anderen Sicherheitsproblemen minimiert werden, was LiFePO4 Pouchzellen zu einer zuverlässigen und sicheren Wahl für verschiedene Anwendungen macht.

Um die Einhaltung gesetzlicher Standards wie UL, CE und RoHS sicherzustellen, ist es wichtig sicherzustellen, dass LiFePO4 Pouchzellen über die erforderlichen Sicherheitszertifizierungen verfügen. Diese Zertifizierungen zeigen, dass die Batterien strenge Sicherheits- und Umweltanforderungen erfüllen und gründliche Test- und Qualitätskontrollverfahren durchlaufen haben.

Die Batterien von Power Queen verfügen über das höchste Maß an Sicherheit, wie durch UL-Testberichte bestätigt.

Unterschied zwischen Prismatischen und Pouchzellen

Form

Prismatische Zellen haben eine starre rechteckige Form, während Pouch-Zellen ein flexibles, flaches Design haben. Prismatische Zellen sind typischerweise größer und sperriger, während Pouchzellen eine größere Designflexibilität bieten und in verschiedenen Formen und Größen hergestellt werden können.

Verpackungsmaterialien

Prismatische Zellen haben im Allgemeinen ein Metallgehäuse, das eine bessere Haltbarkeit und ein besseres Wärmemanagement bietet. Beutelzellen hingegen verwenden einen flexiblen Beutel aus laminierten Materialien wie Aluminium und Polymer, wodurch sie leicht sind und eine effizientere Raumnutzung ermöglichen.

Größe

Prismatische Zellen sind aufgrund ihrer starren rechteckigen Form tendenziell größer und dicker. Pouchzellen sind im Allgemeinen dünner und kompakter und eignen sich daher für Geräte mit begrenztem Platzangebot.

Gewicht

Prismatische Zellen sind aufgrund des starren Metallgehäuses typischerweise schwerer. Da Pouchzellen leicht sind und eine flexible Verpackung verwenden, sind sie leichter.

Zellspannung & -kapazität

Sowohl prismatische als auch Pouch-Zellen können abhängig von der spezifischen Chemie und dem Design unterschiedliche Spannungen und Kapazitäten haben. In der Regel bieten sie ähnliche Spannungsbereiche, die Kapazität kann jedoch je nach Design und Größe unterschiedlich sein.

Haltbarkeit

Prismatische Zellen bieten mit ihrem Metallgehäuse im Vergleich zu Pouch-Zellen eine bessere Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Belastungen. Pouchzellen sind aufgrund ihrer Flexibilität anfälliger für Beschädigungen und erfordern möglicherweise zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen.

Kosten

Prismatische Zellen sind aufgrund ihres speziellen Metallgehäusedesigns im Allgemeinen teurer in der Herstellung. Pouch-Zellen sind aufgrund ihrer einfacheren Konstruktion und flexiblen Verpackung häufig kostengünstiger in der Herstellung.

Leistung

Prismatische Zellen haben eine höhere Energiedichte und eignen sich für Hochenergieanwendungen, bei denen Haltbarkeit und Wärmemanagement entscheidend sind, wie beispielsweise Elektrofahrzeuge. Pouch-Zellen bieten aufgrund ihres leichten und flexiblen Designs eine höhere Leistungsdichte und eignen sich daher für Geräte, die schnelle Stromstöße erfordern, wie Smartphones und Tablets.

Anwendung von Prismazellen vs. Pouchzellen

Lithium-Ionen-Batterien haben die Art und Weise, wie wir unsere elektronischen Geräte mit Strom versorgen, vom Smartphone bis zum Elektrofahrzeug, revolutioniert. Unter den verschiedenen verfügbaren Arten von Lithium-Ionen-Batterien werden aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften häufig Prismatische Zellen und Pouch-Zellen verwendet.

Prismatische Zellen: Kraftpakete für robuste Anwendungen

Prismatische Zellen mit ihrer rechteckigen oder quadratischen Form sind für ihre Langlebigkeit und Robustheit bekannt. Sie werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die hohe Leistung und strukturelle Stabilität erfordern. Einige bemerkenswerte Anwendungen umfassen:
Elektrofahrzeuge (EVs): Prismatische Zellen dienen aufgrund ihrer Fähigkeit, hohe Ströme zu verarbeiten und eine ausreichende Energiedichte bereitzustellen, als Rückgrat von EV-Batteriepaketen. Das starre Metallgehäuse bietet hervorragenden Schutz vor physischen Schäden und gewährleistet so Sicherheit und langfristige Zuverlässigkeit.
Elektrowerkzeuge: Leistungshungrige Werkzeuge wie Akku-Bohrschrauber und -Sägen benötigen Akkus, die eine hohe Leistung liefern können. Prismatische Zellen zeichnen sich in diesen Szenarien aus und bieten die nötige Leistung und Ausdauer für einen längeren Betrieb.
Energiespeichersysteme (ESS): Prismatische Zellen werden in großen Energiespeicherprojekten eingesetzt, bei denen Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von entscheidender Bedeutung sind. Aufgrund ihrer robusten Bauweise in Kombination mit ihrer hohen Kapazität sind sie für Anwendungen auf Netzebene geeignet und tragen zur Stabilisierung erneuerbarer Energiequellen bei.

 

Pouchzellen: Leicht und Vielseitig

Pouchzellen hingegen bieten ein leichteres und flexibleres Design und eignen sich daher ideal für tragbare elektronische Geräte und Anwendungen mit begrenztem Platzangebot. Lassen Sie uns in einige herausragende Bereiche eintauchen, in denen Pouch-Zellen glänzen:

Unterhaltungselektronik: Smartphones, Tablets und tragbare Geräte profitieren stark vom dünnen und kompakten Formfaktor von Pouch-Zellen. Diese Zellen können individuell an die spezifischen Abmessungen der Elektronik angepasst werden, wodurch die Platzausnutzung maximiert und gleichzeitig eine ausreichende Leistungskapazität bereitgestellt wird.
Medizinische Geräte: Beutelzellen finden Anwendung in verschiedenen medizinischen Geräten, beispielsweise Herzschrittmachern und Insulinpumpen. Aufgrund ihrer geringen Größe und ihres geringen Gewichts eignen sie sich hervorragend für implantierbare und tragbare medizinische Technologien.
Luft- und Raumfahrt und Drohnen: Die Luft- und Raumfahrtindustrie setzt auf leichte Komponenten, um die Treibstoffeffizienz zu optimieren. Aufgrund ihres geringen Gewichts und ihres anpassbaren Formfaktors werden Pouch-Zellen zunehmend in Flugzeugen und Drohnen eingesetzt, um Bordsysteme mit Strom zu versorgen und längere Flugzeiten zu gewährleisten.

Vorteile von Prisma- und Pouchzellen

Während jeder Zelltyp seine spezifischen Anwendungen hat, bieten sowohl prismatische als auch Pouch-Zellen bestimmte Vorteile:

Prismatische Zellen bieten aufgrund ihres starren Metallgehäuses eine längere Haltbarkeit und einen besseren Schutz.
Pouch-Zellen sind leichter und flexibler und ermöglichen eine größere Designfreiheit und eine höhere Energiedichte auf kompaktem Raum.
Beide Zelltypen liefern zuverlässige Leistung bei ähnlicher Zellspannung und Kapazität.
Prismatische Zellen zeichnen sich bei Hochleistungsanwendungen aus, während Pouch-Zellen in tragbaren und platzbeschränkten Geräten glänzen.

 

F&A zu Prismatische vs. Pouchzellen

 1. Warum LiFePO4 Zellen komprimieren?

Die Komprimierung von LiFePO4 Zellen verbessert den Kontakt zwischen Komponenten, erhöht die Energiedichte, erhöht die Sicherheit und verlängert die Lebensdauer, was sie zu effizienteren und zuverlässigeren Energiespeicherlösungen macht. Es bietet Vorteile wie verbesserte Leistung, Kompaktheit und die Minderung von Risiken wie internen Kurzschlüssen und Gasaustritt.

 2. Wie lädt man Prismen- oder Beutel LiFePO4 Akkus auf?

Sie können LiFePO4 Akkus über Generatoren, Solarmodule und LiFePO4 Batterieladegeräte laden. Lesen Sie weiter, wie Sie LiFePO4 Akkus laden, um mehr zu erfahren.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl prismatische als auch Pouch-Zellen sicher zu verwenden sind. Und jeder Typ hat seine eigenen Vorteile. Die Wahl zuverlässiger Marken wie Power Queen, die Sicherheitszertifizierungen wie UL-Tests bestanden haben, ist bei der Entscheidung, welche Batterien verwendet werden sollen, auf jeden Fall wichtig.

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