为什么锂离子电池大多是圆形的?

电器工程 电池
2022-01-08 15:59:57

在 YouTube 上观看了一些关于各种锂电池产品(便携式充电器、笔记本电脑电池、电动工具)的拆解视频后,它们(除了手机/平板电脑电池)似乎都具有圆柱形电池。

这是否有技术原因,除了它是一个统一的尺寸,可以相对较好地为制造商提供整合电池的灵活性?

4个回答

1) 圆柱形非常容易制造 - 你基本上可以将这些层折叠在一个圆形物体周围。

2)出于与饮料罐相同的原因 - 这种形状介于球体(高强度和抗损坏)和长方体(易于堆叠且浪费低空间)之间。这是强度和数量之间的最佳权衡。

3)这种方式您可以轻松堆叠电池 - (并联和串联连接)。

除其他原因外,1991 年索尼将第一块锂离子电池商业化,后来用它为他们的 8 毫米摄像机供电。他们需要一种方法来快速大规模地制造这些新电池。与此同时,CD 正在扼杀磁带的销售(还记得盒式磁带吗?)。用浆料涂在磁带上的设备可以用同样的方法制造电池。所以基本上他们有一堆设备和工厂都在放慢速度,而且都排成一列。这就是为什么它以这种方式开始的原因。

这是业内的一个很好的故事,如果你用谷歌搜索,你可能会找到一些关于它的文章。每个兜售新版 Lion 电池或一些新电池技术的人都喜欢用它来向您展示您当前使用的电池有多旧和过时。

我会说情况恰恰相反。

几乎所有的碱性电池(和锌碳等)都是圆形的。方形电池组由圆形电池组成(例如 9V;较大尺寸的电池,如灯笼电池通常在内部使用 C 或 D 电池)。

主要的例外是铅酸和锂,例如手机电池。许多小型可充电设备,如 MP3 播放器,甚至我目前的笔记本电脑,也使用这些“棱柱”或“袋”电池,从而最大限度地减少包装体积和重量。

请注意,一些圆形锂电池尺寸与普通碱性电池相同(14500 与 AA 相同,但电压约为 3 倍,这导致了释放空间的有用技巧)

圆柱体(或者甚至更好的是球体,但球形电池不是在设备内部使用的一种非常方便的形状)比扁平侧面的盒子更有效地使用材料来抵抗内部压力,以防电池故障或过热。

对于盒子形状,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”,除了末端连接圆柱壁的地方。

除了应力分析考虑之外,封闭面积与周长之比最大的形状也是圆形 - 因此即使对于未加压的容器,圆柱体使用最少的材料来容纳给定的体积。对于相同的体积,方形容器的表面积比圆柱形容器多 27%,这意味着“自重”和材料成本减少了 27%。