为什么锂离子电池大多是圆形的?


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在YouTube上观看了使用各种锂电池产品(便携式充电器,笔记本电脑电池,电动工具)的拆解视频后,所有这些产品(手机/平板电脑电池除外)似乎都配备了圆柱形电池。

除了均匀大小的瓷砖可以相对均匀地铺平瓷砖,以使制造商灵活地合并电池以外,是否有其他技术原因?


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我确实注意到,相当数量的电池(不管有没有锂)都使用圆柱形状。
科特·阿蒙

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电池(不仅是锂离子)由两种材料组成,这些材料由浸入电解质中的薄半透膜隔开。制造高容量电池而不是大片的最简单方法之一就是将其卷起来。然后将其放入金属管中以防止弯曲。
τεκ

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@CortAmmon在将板卷起之前,化学池已经很长时间是圆柱形的。从中心到外部的距离是恒定的。现在,甚至棱柱形电池也将板卷起来以获得较大的表面积。
KalleMP

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否则它们将不适合电池座。
安德鲁·莫顿

Answers:


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1)圆柱形状非常容易制造-您基本上可以将层折叠成圆形物体。

2)出于与饮料罐相同的原因-这种形状介于Sphere(高强度和抗损坏性)和Cuboid(易于堆叠且浪费空间)之间。这是强度和体积之间的最佳平衡。

3)这样,您可以轻松堆叠电池-(并联和串联连接)。


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早在1991年,索尼就将第一个锂离子电池商业化,后来又用它为其8毫米便携式摄录一体机供电。他们需要一种快速大规模生产这些新电池的方法。同时,CD阻碍了磁带销售(还记得盒式磁带吗?)。可以用相同的方法用在浆料上涂有磁带的同一设备制造电池。因此,基本上,他们有一堆设备和工厂在减慢速度,所有这些都排成一排。这就是为什么它以这种方式开始的原因。

这在行业中是一个非常有说服力的故事,如果您在Google上搜索,可能会发现一些有关它的文章。每个人都在兜售一些新版本的Lion电池或某些新的电池技术,以此来向您展示当前使用的电池有多旧和过时了。


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我会说相反的情况。

几乎所有碱性电池(以及锌碳等)都是圆形的。方形包装由圆形电池组成(例如9V;较大的尺寸,例如灯笼电池通常内部使用C或D电池)。

主要例外是铅酸和锂,例如手机电池。许多小型可充电设备,例如MP3播放器,甚至我目前使用的笔记本电脑,都使用这些“棱柱形”或“袋式”电池,从而最大程度地减少了包装的体积和重量。

请注意,某些圆形锂电池的尺寸与普通碱性电池相同(14500与AA相同,但电压约为电压的3倍,因此可以利用一些技巧来释放空间)


从OP给出的示例中,制造商可以使用这些扁平电池的层来填充矩形区域,但他们倾向于仅使用圆柱状的单元来代替。我把他的问题读为“什么时候可以将这些袋或扁平电池堆叠
在一起

@ JPhi1618,他们可以。我可以推测原因,但不想在答案中说:18650几乎是商品-一个供应商会让您失望,而您使用另一个供应商(负责任的制造商可以混合和匹配的数量是有限制的)但是袋式电池的标准性较差(双重采购会导致三星的Notes爆炸问题)。圆柱电池似乎还具有较高的(放电)电流,这在OP的某些应用中很有用,例如我的电钻(18650s)。
克里斯·H

关于电源组,我有两个示例。
克里斯·H

在电动工具中,考虑到它们被粗略地处理,我还需要一些强硬的东西-袋式电池将要放在坚固的外壳中,这会挫败使用它们的目的。另请参阅特斯拉对18650的使用(IIRC)
克里斯·H

我想像一下,将圆柱体包装到方形包装中还有助于防止过多的热量积聚,因为它们之间存在空气间隙,平板电池将占据所有空间,并且不允许通过对流将热量散走。(IANEE)
FreeMan

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圆柱体(甚至更好的是球体,但球形电池不是在设备内部使用的非常方便的形状)比起具有平坦侧面的盒子,这种材料在抵抗内部压力方面的效率更高。失败或过热。

呈盒子形状时,侧面可以向外凸出,然后在边缘连接处折断。圆柱体没有任何“边缘”,除非末端连接圆柱壁。

除了应力分析考虑之外,封闭区域与周长之比最大的形状也是一个圆形-因此,即使对于未加压的容器,圆柱体也使用最少的材料来保持给定的体积。对于相同的体积,方形截面的容器比圆柱形的容器具有大约27%的表面积-这意味着“死重”和材料成本要少27%。


圆柱形电池通常设计成易于排气而不是抵抗压力,因为几乎抵抗压力的电池会爆炸
Chris H

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圆形单元很多的最简单原因是tek在其评论中指出的原因。电池由两个由电解质隔开的电极组成,一组提供正常电压。为了增加容量和电流能力,电极和隔板通常非常薄,并且被卷成“果冻卷”。最简单的方法是将其缠绕成线圈并将其密封在罐中。因此,圆形细胞。

棱柱形电池(用于电话和类似电子设备中的矩形电池)以类似的方式制成,它们只是更扁平和更长。这就是为什么许多棱柱镜将具有弯曲边缘的原因。

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