Perché le celle agli ioni di litio sono per lo più rotonde?

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Dopo aver visto alcuni video abbattuti su YouTube con vari prodotti a batteria al litio (caricabatterie portatili, batteria per laptop, utensili elettrici), tutti (tranne i telefoni cellulari / la batteria del tablet) sembrano avere celle cilindriche.

C'è un motivo tecnico per questo, a parte una dimensione uniforme che si piastrella relativamente bene per dare ai produttori flessibilità nell'incorporare le celle?

batteries lithium

— user27511
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Faccio notare che un numero notevolmente elevato di batterie, al litio o no, utilizza un fattore di forma cilindrico.

— Cort Ammon - Ripristina Monica il

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La batteria (non solo agli ioni di litio) è costituita da due materiali separati da una sottile membrana semipermeabile imbevuta di elettrolita. Uno dei modi più semplici per creare una batteria ad alta capacità non un grande foglio è arrotolarlo. Quindi viene inserito in un tubo metallico per proteggerlo dalla flessione.

— τεκ

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@CortAmmon Le celle chimiche sono state cilindriche per molto tempo prima che le piastre fossero arrotolate. La distanza dal centro verso l'esterno è costante. Ora anche le celle prismatiche hanno arrotolato le piastre per ottenere ampie superfici.

— KalleMP,

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Altrimenti non starebbero nei portabatterie.

— Andrew Morton,

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1) La forma cilindrica è molto facile da fabbricare - Fondamentalmente pieghi gli strati attorno a un oggetto rotondo.

2) Per lo stesso motivo delle lattine per bevande: questa forma è qualcosa tra la Sfera (alta resistenza e resistente ai danni) e Cuboid (Facile da impilare e lo spazio ridotto è sprecato). È il miglior compromesso tra forza e volume.

3) In questo modo è possibile impilare facilmente le batterie (connessioni parallele e serie).

— KJA
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Tra le altre ragioni già affermate, nel 1991 la Sony ha commercializzato la prima cella agli ioni di litio e successivamente l'ha utilizzata per alimentare la videocamera da 8 mm. Avevano bisogno di un modo per rendere queste nuove batterie rapidamente e su vasta scala. Allo stesso tempo i CD uccidevano le vendite di nastri (ricordi i nastri a cassetta?). La stessa attrezzatura che rivestiva il nastro magnetico con il liquame poteva essere usata per fare le batterie allo stesso modo. Quindi sostanzialmente avevano un sacco di attrezzature e fabbriche che stavano rallentando e tutto si allineava. Ecco perché è iniziato in questo modo comunque.

Questa è una storia abbastanza ben raccontata nel settore e se vai su Google troverai probabilmente alcuni articoli a riguardo. A tutti coloro che vendono una nuova versione della batteria Lion o una nuova tecnologia della batteria piace guidare con essa per mostrarti quanti anni sono e obsoleti le batterie che stai attualmente utilizzando.

— Qualche ragazzo dell'hardware
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Direi il contrario è il caso.

Quasi tutte le celle alcaline (e carbonio di zinco ecc.) Sono rotonde. I pacchi quadrati sono costituiti da celle rotonde ( ad es. 9 V ; le dimensioni più grandi come le batterie a lanterna usano spesso celle C o D internamente).

Le principali eccezioni sono piombo-acido e litio , come le batterie del telefono. Molti piccoli dispositivi ricaricabili come lettori MP3 e persino il mio attuale laptop utilizzano anche queste celle "prismatiche" o "a marsupio" , che riducono al minimo l'ingombro e il peso della confezione.

Si noti che alcune dimensioni di celle rotonde di Li sono uguali alle alcaline comuni (14500 è uguale a AA ma ~ 3 volte la tensione che porta a trucchi utili per liberare spazio)

— Chris H
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Dagli esempi forniti dall'OP, i produttori potrebbero utilizzare strati di queste batterie scariche per riempire un'area rettangolare, ma tendono invece a utilizzare solo celle a forma di cilindro. Ho letto la sua domanda come "perché intorno quando potrebbero semplicemente impilare queste tasche o batterie scariche?" ...

— JPhi1618

@ JPhi1618, potevano. Posso speculare sulla ragione, ma non volevo metterlo nella risposta: i 18650 sono (quasi) prodotti di base - un fornitore ti delude e ne usi un altro (c'è un limite a quanto un produttore responsabile può mescolare e abbinare) ma le celle a marsupio sono meno standard (il doppio approvvigionamento è stato implicato nei problemi di Samsung con l'esplosione delle note). Le celle cilindriche sembrano anche avere correnti di (dis) carica più elevate, utili in alcune applicazioni dell'OP come il mio trapano (18650s).

— Chris H,

Quando si tratta di alimentatori, ho esempi di entrambi.

— Chris H,

Negli utensili elettrici vorrei anche qualcosa di duro dato che vengono maneggiati in modo approssimativo - le celle a marsupio vorrebbero essere in un robusto case esterno che sconfigge l'oggetto del loro utilizzo. Vedi anche l'uso di 18650 di Tesla (IIRC)

— Chris H,

Immagino che l'imballaggio dei cilindri in confezioni di forma quadrata aiuti anche a prevenire un eccessivo accumulo di calore poiché ci sono vuoti d'aria tra di loro in cui le batterie scariche occuperebbero tutto lo spazio e non permetterebbero alla convezione di dissipare un po 'di calore. (IANEE)

— FreeMan

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Un cilindro (o meglio, una sfera, ma una batteria sferica non è una forma molto conveniente da usare all'interno di un dispositivo) è un uso molto più efficiente del materiale per resistere alla pressione interna rispetto a una scatola con lati piatti, nel caso in cui la batteria si guasta o si surriscalda.

Con una forma a scatola, i lati possono sporgere verso l'esterno e poi spezzarsi dove si uniscono ai bordi. Un cilindro non ha "spigoli" eccetto dove i pezzi terminali si uniscono alla parete cilindrica.

A parte le considerazioni sull'analisi delle sollecitazioni, anche la forma con il rapporto maggiore tra area chiusa e circonferenza è un cerchio - quindi anche per un contenitore non pressurizzato, un cilindro utilizza il minor materiale per contenere un determinato volume. Per gli stessi volumi, un contenitore a sezione quadrata ha circa il 27% in più di superficie rispetto a uno cilindrico - e ciò significa il 27% in meno di "peso morto" e costo del materiale.

— alephzero
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Le celle cilindriche di solito sono progettate per sfiatare facilmente anziché resistere alla pressione, poiché una cellula che quasi resisteva alla pressione esploderebbe

— Chris H

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Il motivo più semplice per cui ci sono molte celle rotonde è il motivo che afferma tek nel suo commento. Le batterie sono composte da due elettrodi separati da un elettrolita, un set fornisce la tensione normale. Per aumentare la capacità e la capacità corrente, gli elettrodi e il separatore sono in genere molto sottili e vengono avvolti in un "rotolo di gelatina". Il modo più semplice per farlo è semplicemente avvolgerlo in una bobina e sigillarlo in una lattina. Da qui le celle rotonde.

Le celle prismatiche, quelle rettangolari utilizzate nei telefoni e dispositivi elettronici simili, sono realizzate in modo simile, sono semplicemente più piatte e oblunghe. Questo è il motivo per cui molti prismatici avranno un bordo curvo.

— Redja
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