متطلبات كلينت للبطارية
حدد العميل المتطلبات التالية للبطارية:
الأبعاد: Φ65 × 6.0 مم
السعة: 4000 مللي أمبير/ساعة
إن بطارية الحقيبة Φ65 × 6 مم مسطحة للغاية، حيث يبلغ سمكها 6 مم فقط وقطرها 65 مم.
تحليل متطلبات البطارية
يتوافق هذا الحجم مع حجم البطارية:
ت = π ص2 ح = 3.1416 × (32.5 مم)2 × 6 مم
أولاً، احسب مربع نصف القطر: 32.52 = 1056.25
اضرب في π:
1056.25 × 3.1416 × 3.1416 ≈ 3315.9 مم2
اضرب في السماكة 6 مم:
3315.9 × 6 ≈ 19895.4 مم3 ≈ 19.9 سم3
إجمالي الحجم الفعال ≈ 20 سم3
يجب أن تحتوي البطارية على 4000 مللي أمبير/ساعة السعة. بافتراض أن الجهد الاسمي 3.7 فولت (نموذجي بالنسبة إلى LiPo)، فإن الطاقة تساوي تقريبًا:
E = 3.7 × 4.0 ≈ 14.8 واط/ساعة
المقابلة كثافة الطاقة الحجمية:
كثافة الطاقة الحجمية = 14.8 واط/ساعة / 19.9 سم3 ≈ 0.744 واط/سم3 ≈ 744 وات/لتر
وهذا يعني أننا نحتاج إلى تحقيق كثافة طاقة تساوي 744 وات/لتر لتلبية متطلبات العميل، في حين أن بطاريات LiPo القياسية تقدم فقط 250-600 واط/لتر.
كيف نصنع بطارية عالية الكثافة للطاقة (778 واط/ساعة/لتر)؟
استخدام أنودات السيليكون والكربون للحصول على كثافة طاقة عالية
لتحقيق كثافة طاقة حجمية استثنائية لـ 778 وات/لتر في بطاريتنا المدمجة، نستخدم الأنودات المركبة من السيليكون والكربون (Si-C). يُعرف السيليكون بقدرته النظرية العالية للغاية - حوالي أعلى 10 مرات من الجرافيت التقليدي-وهو ما يسمح بتخزين المزيد من أيونات الليثيوم في نفس الحجم، مما يعزز كثافة طاقة البطارية بشكل مباشر.
ومع ذلك، فإن دمج السيليكون يأتي مع تحدياته الخاصة:
توسع الحجم: يمكن أن يتمدد السيليكون حتى 300% أثناء الليثنة، مما قد يؤدي إلى الإجهاد الميكانيكي والتشقق وتلاشي القدرة.
زيادة الوزن: يحتوي السيليكون على كثافة أعلى مقارنةً بالجرافيت، مما قد يؤثر سلبًا على كثافة الطاقة الجاذبية.
عدم الاستقرار الكهروكيميائي: يمكن أن يسبب السيليكون تكوينًا مفرطًا للطور البيني للإلكتروليت الصلب (SEI)، مما يزيد من فقدان السعة غير القابل للانعكاس.
نحن نوازن بين هذه العوامل بعناية من خلال مزيج من تصميم المواد وهندسة الأقطاب الكهربائية المتقدمة:
محتوى السيليكون المحسّن: نحن نستخدم نسبة محكومة بعناية من السيليكون إلى الكربون في المركب، مما يزيد من كثافة الطاقة إلى أقصى حد دون زيادة مفرطة في الحجم أو زيادة الوزن.
جسيمات السيليكون النانوية الهيكلية: تقليل حجم جسيمات السيليكون إلى المقياس النانوي يخفف من إجهاد التمدد ويحسن استقرار الدورة.
الروابط المرنة والشبكات الموصلة: مواد رابطة بوليمرية خاصة وإضافات موصلة تحافظ على السلامة الهيكلية والتوصيل الكهربائي حتى مع تمدد السيليكون أثناء دورات الشحن/التفريغ.
بنية قطب كهربائي متعدد الطبقات: صُمم الأنود بسماكة متدرجة ومسامية متدرجة لاستيعاب التغيرات في الحجم، مما يعزز السلامة وطول العمر.
عملية التراص الدقيق للأقطاب الكهربائية (وضع الطبقات)
نحن نستخدم عملية تكديس الأقطاب الكهربائية الدقيقةوالتحكم بعناية في سمك كل طبقة من طبقات القطب والفاصل.
وهذا يضمن الاستفادة القصوى من المواد الفعالة مع تقليل المساحة المهدرة، وهو أمر بالغ الأهمية لتحقيق كثافة طاقة حجمية تقترب من 778 واط/لتر.
تقلل التفاوتات الضيقة في محاذاة القطب الكهربائي من المقاومة الداخلية وتحسن توصيل الطاقة.
تركيبة الكاثود المحسّنة
يتم مزج مواد الكاثود عالية السعة لتحقيق التوازن كثافة الطاقة، وعمر الدورة، والاستقرار الحراري.
يتم التحكم في سماكة طلاء القطب السالب بدقة لتتناسب مع خصائص الأنود، مما يضمن الليثنة المنتظمة والحد الأدنى من الإجهاد أثناء الشحن/التفريغ.
نظام الإلكتروليت المتطور
نحن نستخدم شوارد كهربائية عالية التوصيل ومنخفضة اللزوجة التي تعزز نقل الأيونات حتى في الأقطاب الكهربائية المعبأة بكثافة.
يتم اختيار المواد المضافة لتكوين طبقة SEI المستقرةمما يقلل من تدهور أنود السيليكون ويحسن من عمر الدورة.
الإدارة الحرارية والميكانيكية
يمثل التصميم المتقدم للخلية تبديد الحرارة والتمدد الميكانيكيمهم بشكل خاص مع أنودات السيليكون.
يمنع التغليف المرن وتوزيع الضغط المتحكم فيه التشوه ويحافظ على ثباته على المدى الطويل.
المنتج النهائي: بطارية عالية الكثافة في الطاقة (778 واط/لتر)
تصميم البطارية المستديرة المخصصة
كثافة طاقة عالية: 778 وات/ساعة/لتر
هيكل خفيف الوزن: 47g
مقاومة داخلية منخفضة
تقنية أنود السيليكون والكربون
الفولتية الاسمية الأعلى: 3.87 فولت
الخاتمة
تحقيقنا لـ 778 واط/لتر كثافة الطاقة 778 واط/لتر توضح قدرتنا على تخطي حدود تصميم البطاريات المدمجة. من خلال الجمع بين أنودات السيليكون والكربون، وتكديس الأقطاب الكهربائية بدقة، والإدارة الحرارية القوية، قمنا بإنشاء بطارية لا تقتصر على مدمجة للغاية ولكن أيضًا موثوقة للغاية وآمنة وطويلة الأمد.
هذه البطارية عالية الكثافة في الطاقة مثالية ل التطبيقات المدمجة مثل بنوك الطاقة اللاسلكية والإلكترونيات المحمولة وغيرها من الأجهزة ذات المساحة المحدودة. يضمن نهجنا المبتكر للعملاء الاستمتاع بما يلي أقصى قدر من الأداء دون المساس بالسلامة أو طول العمر.
مع لاندازل، تحقيق حلول البطاريات المتطورة حتى في أصعب التطبيقات المدمجة ليس مجرد هدف، بل هو معيارنا.
هل أنت مستعد للارتقاء بمنتجك إلى المستوى التالي؟ اتصل بنا اليوم للحصول على استشارة مجانية واكتشف كيف يمكن لحلول بطاريات LiPo المخصصة لدينا أن ترتقي بجهازك القابل للارتداء.
البريد الإلكتروني: info@landazzle.com
واتساب: +86 18938252128
مقالات ذات صلة:
بطارية مخصصة فائقة النحافة مقاس 1 مم تتيح بطاقات ذكية عالية الأداء
بطارية ليبو منحنية مخصصة تحل مشكلة المساحة في الحلقات الذكية
البطاريات المنشورية مقابل البطاريات الدائرية: كيف قمنا بزيادة السعة للساعات الذكية
انعدام المساحة المهدرة: لاندازل تساعد العميل على التغلب على مشاكل ملاءمة بطارية النظارات الذكية
50% مساحة أكبر للبطارية: كيف قامت لاندازل بتحسين روبوتات التعليم المبكر