Почему литий-ионные элементы в основном круглые?

После просмотра на YouTube нескольких снятых видеороликов с различными продуктами с литиевыми батареями (портативные зарядные устройства, аккумуляторы для ноутбуков, электроинструменты) все они (кроме мобильных телефонов / аккумуляторов для планшетов), похоже, имеют цилиндрические аккумуляторные элементы.

Есть ли техническая причина для этого, кроме того, что это относительно равномерный размер, который сравнительно неплохо укладывает мозаику, чтобы дать производителям гибкость при включении ячеек?

1) Цилиндрическую форму очень легко изготовить - вы в основном складываете слои вокруг круглого объекта.

2) По той же причине, что и банки с напитками - эта форма - нечто среднее между Сферой (высокая прочность и устойчивость к повреждениям) и Кубоидом (Легко складывается и мало места теряется). Это лучший компромисс между силой и объемом.

3) Таким образом, вы можете легко сложить батареи - (параллельное и последовательное подключение).

Среди других уже упомянутых причин, в 1991 году Sony выпустила на рынок первый литий-ионный элемент, а затем использовала его для питания своей 8-мм видеокамеры. Им нужен был способ, чтобы сделать эти новые батареи быстро и в огромных масштабах. В то же время компакт-диски убивали продажи кассет (помните кассеты?). Такое же оборудование, которое покрывало магнитную ленту жидким навозом, могло быть использовано для производства батарей таким же образом Так что в основном у них была куча оборудования и заводов, которые замедлялись, и все это выстраивалось в очередь. Вот почему так все и началось.

Это довольно хорошо рассказанная история в отрасли, и, если вы Google, вы, вероятно, найдете несколько статей об этом. Каждый, кто торгует какой-то новой версией батареи Lion или какой-либо новой технологией батареи, любит показывать, сколько старых и устаревших батарей вы используете в настоящее время.

Я бы сказал, что дело обстоит иначе.

Почти все щелочные элементы (и цинковый углерод и т. Д.) Имеют круглую форму. Квадратные блоки состоят из круглых ячеек ( например, 9 В ; в больших размерах, таких как батарейки для фонаря, часто используются ячейки С или D).

Основными исключениями являются свинцово-кислотные и литиевые , такие как аккумуляторы для телефонов. Многие небольшие перезаряжаемые устройства, такие как MP3-плееры и даже мой нынешний ноутбук, также используют эти «призматические» или «мешочные» элементы, которые минимизируют объем и вес упаковки.

Обратите внимание, что некоторые круглые размеры литиевых ячеек такие же, как у обычных щелочей (14500 такое же, как у АА, но ~ в 3 раза больше напряжения, что приводит к полезным трюкам для освобождения места)

Цилиндр (или даже лучше, сфера, но сферическая батарея - не очень удобная форма для использования внутри устройства) - это гораздо более эффективное использование материала для сопротивления внутреннему давлению, чем коробка с плоскими сторонами, если батарея выходит из строя или перегревается.

С формой коробки стороны могут выпучиться наружу и затем отколоться, где они соединяются по краям. Цилиндр не имеет никаких «ребер», кроме тех случаев, когда концевые детали соединяются с цилиндрической стенкой.

Помимо соображений анализа напряжений, форма с наибольшим отношением замкнутой площади к окружности также является кругом - поэтому даже для негерметичного контейнера цилиндр использует наименьшее количество материала для удержания заданного объема. Для тех же объемов контейнер с квадратным сечением имеет площадь поверхности примерно на 27% больше, чем у цилиндрической формы, а это означает, что «собственный вес» и стоимость материала на 27% меньше.

Самая простая причина, по которой существует много круглых ячеек, - это причина, по которой Тек заявляет в своем комментарии. Батареи состоят из двух электродов, разделенных электролитом, один комплект дает нормальное напряжение. Чтобы увеличить емкость и ток, электроды и сепаратор, как правило, очень тонкие и намотаны на «рулон желе». Самый простой способ сделать это - просто свернуть его в катушку и запечатать в банку. Отсюда и круглые клетки.

Призматические ячейки, прямоугольные ячейки, используемые в телефонах и аналогичной электронике, выполнены аналогичным образом, они просто более плоские и продолговатые. Вот почему многие призматики будут иметь изогнутые края.