प्रिझमॅटिक पेशी काय आहेत?

प्रिझमॅटिक पेशी आयताकृती लिथियम-आयन बॅटरी सेल असतात जे ॲल्युमिनियम किंवा स्टीलच्या घरांमध्ये बंद असतात. त्यांचा सपाट, बॉक्स-आकार बॅटरी मॉड्यूल्समध्ये कार्यक्षम स्टॅकिंगला अनुमती देतो, ज्यामुळे ते गोल केसिंग्जमध्ये रोल केलेले इलेक्ट्रोड वापरणाऱ्या दंडगोलाकार पेशींपासून वेगळे होतात.

प्रिझमॅटिक पेशींच्या आत, एनोड, कॅथोड आणि विभाजक असलेल्या इलेक्ट्रोड शीट्स एकतर थरांमध्ये रचल्या जातात किंवा गुंडाळलेल्या आणि सपाट केल्या जातात. हे कॉन्फिगरेशन उत्पादकांना मोठ्या वैयक्तिक पेशी तयार करण्यास सक्षम करते जे दंडगोलाकार पर्यायांच्या तुलनेत प्रति युनिट अधिक ऊर्जा साठवतात. एका प्रिझमॅटिक सेलमध्ये 20 ते 100 दंडगोलाकार पेशींची समतुल्य ऊर्जा असू शकते, ज्यामुळे बॅटरी पॅकमध्ये आवश्यक असलेल्या विद्युत कनेक्शनची संख्या लक्षणीयरीत्या कमी होते.

प्रिझमॅटिक पेशींचे बांधकाम दोन प्राथमिक पद्धतींचे पालन करते. स्टॅक केलेल्या प्रिझमॅटिक पेशींमध्ये इलेक्ट्रोड थर थेट एकमेकांच्या वर स्थित असतात, तर गुंडाळलेल्या प्रिझमॅटिक पेशी आयताकृती आवरणामध्ये दाबण्यापूर्वी सपाट सर्पिल आकारात इलेक्ट्रोडचा वापर करतात. प्रत्येक डिझाईन उत्पादन कार्यक्षमता आणि कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्यांमधील विशिष्ट व्यापार-ऑफ ऑफर करते.

ॲल्युमिनियम किंवा स्टीलचा बाह्य भाग साध्या संरक्षणाच्या पलीकडे अनेक कार्ये देतो. हे स्ट्रक्चरल कडकपणा प्रदान करते, चार्ज-डिस्चार्ज सायकल दरम्यान अंतर्गत दाब व्यवस्थापित करते आणि थर्मल डिसिपेशनमध्ये मदत करते. ॲल्युमिनियम शेल्ससाठी केसिंगची जाडी साधारणपणे 1.1 मिमी असते, जी वजनाच्या विचारात संरक्षण संतुलित करते. हे कडक बंदिस्त प्रिझमॅटिक पेशींना पाउच पेशींपासून वेगळे करते, जे लवचिक ॲल्युमिनियम लॅमिनेट पॅकेजिंग वापरतात.

इलेक्ट्रोड असेंब्लीसाठी अचूकता आवश्यक आहे. स्टॅक केलेल्या कॉन्फिगरेशनमध्ये, केसिंगमध्ये घालण्यापूर्वी सर्व कॅथोड शीट्सप्रमाणे सर्व एनोड शीट्स इलेक्ट्रिकली कनेक्ट होतात. गुंडाळलेले डिझाईन्स एका जिगवर विंड इलेक्ट्रोड स्तर बनवतात, नंतर आयताकृती प्रोफाइल प्राप्त करण्यासाठी त्यांना सपाट करतात. या पद्धतींमधील निवड ऊर्जा घनता, थर्मल कार्यक्षमता आणि उत्पादन थ्रूपुट प्रभावित करते.

Prismatic Cells

आयताकृती भूमिती पॅकिंग कार्यक्षमतेत लक्षणीय सुधारणा करते. बॅटरी मॉड्यूल्समध्ये व्यवस्था केल्यावर, प्रिझमॅटिक पेशी बेलनाकार सेल कॉन्फिगरेशनमध्ये अंतर्निहित हवेतील अंतर दूर करतात. हे बेलनाकार पेशींसाठी 500-600 Wh/L च्या तुलनेत उच्च व्हॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा घनता-सामान्यत: 600-700 Wh/L मध्ये अनुवादित करते.

इलेक्ट्रिक वाहन अनुप्रयोगांसाठी, हे स्पेस ऑप्टिमायझेशन विशेषतः मौल्यवान सिद्ध होते. दलिथियम वाहन बॅटरीआधुनिक EVs मधील पॅक प्रिझमॅटिक सेलच्या प्रतिबंधित वाहन आर्किटेक्चरमध्ये जास्तीत जास्त ऊर्जा साठवण्याच्या क्षमतेचा फायदा घेतात. उत्पादक बॅटरीचे आवरण डिझाइन करू शकतात जे जवळजवळ प्रत्येक क्यूबिक सेंटीमीटर वापरतात, पॅकची परिमाणे न वाढवता थेट वाहन श्रेणी सुधारतात.

अलीकडील प्रगती या सीमांना पुढे ढकलत आहेत. GM आणि LG एनर्जी सोल्युशनचे लिथियम मँगनीज-संपन्न प्रिझमॅटिक पेशी, 2028 मध्ये व्यावसायिक उत्पादनासाठी नियोजित आहेत, लिथियम लोह फॉस्फेट पेशींच्या तुलनेत 33% जास्त ऊर्जा घनता दाखवतात. हे यश बॅटरी पॅक खर्च कमी करताना 400 मैलांपेक्षा जास्त अंतराची आवश्यकता असलेल्या इलेक्ट्रिक ट्रकना लक्ष्य करते.

प्रिझमॅटिक सेलसह बॅटरी पॅक असेंब्लीची जटिलता लक्षणीयरीत्या कमी होते. 100 दंडगोलाकार पेशींची आवश्यकता असलेल्या पॅकला समतुल्य क्षमता प्राप्त करण्यासाठी केवळ 5-10 प्रिझमॅटिक पेशींची आवश्यकता असू शकते. कमी सेल म्हणजे कमी वेल्ड्स, कमी संभाव्य अपयशी पॉइंट्स आणि कमी उत्पादन वेळ.

इलेक्ट्रिकल कनेक्शन आर्किटेक्चर मूलभूतपणे भिन्न आहे. प्रिझमॅटिक सेलमध्ये वरच्या पृष्ठभागावर किंवा टोकांवर टर्मिनल टॅब असतात, जे सरळ समांतर किंवा मालिका कनेक्शन सक्षम करतात. आधुनिक उत्पादन तंत्रे, जसे की ENNOVI ची एक-चरण लॅमिनेशन प्रक्रिया, कमी-व्होल्टेज सर्किट्स, उच्च-व्होल्टेज ॲल्युमिनियम करंट कलेक्टर आणि टर्मिनल बसबार एकाच ऑपरेशनमध्ये एकत्र करतात. ही नवकल्पना विश्वासार्हता सुधारताना अनेक असेंबली पायऱ्या काढून टाकते.

तथापि, ही एकाग्रता एक असुरक्षितता निर्माण करते. वैयक्तिक पेशी अयशस्वी झाल्यास दंडगोलाकार सेल पॅक कमी क्षमतेसह कार्य करणे सुरू ठेवू शकतात, परंतु एकल प्रिझमॅटिक सेल अयशस्वी झाल्यामुळे संपूर्ण मॉड्यूलवर परिणाम होतो. हा धोका कमी करण्यासाठी बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालींनी प्रत्येक सेलसाठी मजबूत संरक्षण प्रदान केले पाहिजे.

प्रिझमॅटिक पेशींसाठी उष्णता नष्ट होणे फायदे आणि आव्हाने दोन्ही सादर करते. मोठे, सपाट पृष्ठभाग कूलिंग प्लेट्स किंवा थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टमशी थेट संपर्क साधतात. डिझायनर शीतलक घटक थेट सेल फेसवर जोडू शकतात, जलद चार्जिंग किंवा उच्च-पॉवर डिस्चार्ज दरम्यान कार्यक्षम उष्णता काढण्यास सक्षम करतात.

तरीही ऊर्जा घनता सुधारणारे कॉम्पॅक्ट स्टॅकिंग देखील उष्णता केंद्रित करते. कूलिंग सिस्टीम कमी कामगिरी करत असल्यास एकत्रितपणे दाबलेल्या अनेक प्रिझमॅटिक पेशी थर्मल ग्रेडियंट विकसित करू शकतात. हॉट स्पॉट्स तयार होतात जेथे उष्णता नष्ट होण्यापेक्षा वेगाने जमा होते. प्रगत थर्मल व्यवस्थापन गंभीर बनते, विशेषत: उच्च-कार्यक्षमता अनुप्रयोगांमध्ये.

बेलनाकार पेशी नैसर्गिकरित्या युनिट्समधील अंतरांचा फायदा घेतात, ज्यामुळे निष्क्रिय कूलिंगसाठी हवेचा प्रवाह होतो. प्रिझमॅटिक कॉन्फिगरेशनसाठी इंजिनीयर्ड कूलिंग सोल्यूशन्स-लिक्विड कूलिंग लूप, फेज-चेंज मटेरियल किंवा ग्राफीन-वर्धित थर्मल पॅड आवश्यक असतात. काही उत्पादक आता फेज-प्रिझमॅटिक पॅकेजेसमध्ये सामग्री बदलतात, जलद चार्ज सायकल दरम्यान उष्णता शोषून घेतात आणि नंतर हळूहळू सोडतात. सुरुवातीचे प्रोटोटाइप 0.5C डिस्चार्ज रेटवर 5 डिग्री पेक्षा कमी अंतर्गत तापमान वाढीसह 45 डिग्री सभोवतालच्या तापमानात स्थिर ऑपरेशन राखतात.

प्रिझमॅटिक पेशींसाठी उत्पादन ऑटोमेशन दंडगोलाकार सेल निर्मितीपेक्षा मागे आहे. 18650 आणि 21700 सारख्या दंडगोलाकार स्वरूपांना दशकांच्या प्रमाणित उत्पादन तंत्रांचा फायदा होतो, ज्यामुळे उच्च-आवाज उत्पादन सातत्यपूर्ण गुणवत्तेसह सक्षम होते. प्रिझमॅटिक सेलमध्ये जर्मन ऑटोमोटिव्ह ऍप्लिकेशन्समध्ये सामान्य VDA PHEV2 स्पेसिफिकेशन वगळून-सार्वत्रिक स्वरूप मानकांचा अभाव आहे.

मानकीकरणाची अनुपस्थिती म्हणजे बहुतेक प्रिझमॅटिक सेल सानुकूल-विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी डिझाइन केलेले आहेत. ग्राहकांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी उत्पादक अद्वितीय परिमाणे, क्षमता आणि टर्मिनल कॉन्फिगरेशन तयार करतात. ही लवचिकता ऑप्टिमाइझ केलेले एकत्रीकरण सक्षम करते, ते खर्च वाढवते आणि किमान ऑर्डरचे प्रमाण वाढवते. प्रत्येक डिझाइन प्रकारासाठी चाचणी आणि प्रमाणन वैयक्तिकरित्या पूर्ण करणे आवश्यक आहे.

इलेक्ट्रोड स्टॅकिंग किंवा रोलिंगसाठी आवश्यक असलेली अचूकता उत्पादनाची जटिलता जोडते. अंतर्गत शॉर्ट सर्किट टाळण्यासाठी स्तर योग्यरित्या संरेखित करणे आवश्यक आहे. बेलनाकार पेशींसाठी परिपक्व, उच्च स्वयंचलित प्रक्रियांच्या तुलनेत गुणवत्ता नियंत्रण अधिक मागणीचे बनते. हे घटक प्रतियुनिट किमतीत जास्त योगदान देतात, जरी उत्पादनाचे प्रमाण वाढत असताना स्केलची अर्थव्यवस्था हळूहळू अंतर कमी करते.

प्रिझमॅटिक पेशींना त्यांच्या आयुष्यभर इष्टतम कार्यप्रदर्शन राखण्यासाठी बाह्य कॉम्प्रेशनची आवश्यकता असते. पेशी चार्ज होत असताना, लिथियम आयन ग्रेफाइट एनोडमध्ये स्थलांतरित होतात, ज्यामुळे जाडीचा विस्तार होतो. सिलिकॉन-वर्धित एनोड्स ही सूज लक्षणीयरीत्या वाढवतात. इलेक्ट्रोड प्लेनला लंबवत सतत दाब न ठेवता, स्तर कमी होऊ शकतात, सक्रिय कार्यक्षेत्र कमी करू शकतात आणि क्षमता कमी करू शकतात.

ठराविक बॅटरी मॉड्यूल मानक PHEV2 फॉरमॅट सेलसाठी प्लेट्स समाप्त करण्यासाठी 3kN च्या आसपास प्रारंभिक शक्ती लागू करतात. हा दाब संपूर्ण चार्ज-डिस्चार्ज सायकलिंग दरम्यान इलेक्ट्रोड थरांना संपर्कात ठेवतो, यांत्रिक थकवा आणि फ्रॅक्चर टाळतो. मॉड्युल डिझाईन्समध्ये प्रारंभिक कम्प्रेशन आवश्यकता आणि आयुष्याच्या शेवटी वाढलेला दबाव या दोन्हीसाठी जबाबदार असणे आवश्यक आहे.

आयताकृती प्रिझमॅटिक पेशींचे टोकदार कोपरे संरचनात्मक कमकुवत बिंदू दर्शवतात. ही क्षेत्रे कंपने आणि प्रभावांमुळे यांत्रिक ताण केंद्रित करतात. संरक्षणात्मक संलग्नकांनी पेशींचे पुरेशी संरक्षण करणे आवश्यक आहे, विशेषत: ऑटोमोटिव्ह ऍप्लिकेशन्समध्ये जेथे तापमानाच्या टोकाच्या आणि रस्त्याच्या परिस्थितीमध्ये टिकाऊपणा आवश्यक आहे. कडक आवरण काही संरक्षण प्रदान करते, परंतु ते सामान्यतः दंडगोलाकार पेशींच्या यांत्रिक शक्तीपेक्षा कमी मजबूत असते.

Prismatic Cells

प्रिझमॅटिक पेशी विविध लिथियम-आयन रसायने सामावून घेतात, प्रत्येक वेगवेगळ्या वापराच्या केसेससाठी अनुकूल असते. लिथियम लोह फॉस्फेट रसायनशास्त्र विशेषतः प्रिझमॅटिक स्वरूपासह चांगले जोडते. LFP बॅटरी मुबलक, किफायतशीर-प्रभावी सामग्रीचा वापर करतात-महाग कोबाल्ट आणि निकेल टाळून-उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता आणि 3,000 सायकल पेक्षा जास्त सायकलचे दीर्घ आयुष्य प्रदान करते.

निकेल मँगनीज कोबाल्ट आणि निकेल कोबाल्ट ॲल्युमिनियम रसायने देखील प्रिझमॅटिक कॉन्फिगरेशनमध्ये दिसतात, ज्या अनुप्रयोगांना उच्च ऊर्जा घनतेची आवश्यकता असते. स्वरूपातील लवचिकता उत्पादकांना संपूर्ण बॅटरी आर्किटेक्चरची पुनर्रचना न करता विशिष्ट कार्यप्रदर्शन आवश्यकतांसाठी रसायनशास्त्र निवड ऑप्टिमाइझ करण्यास अनुमती देते.

इलेक्ट्रिक वाहने प्रबळ ऍप्लिकेशनचे प्रतिनिधित्व करतात, विशेषतः आशियाई बाजारपेठांमध्ये जेथे उत्पादक LFP प्रिझमॅटिक पेशींना प्राधान्य देतात. या बॅटरी पॉवर स्टँडर्ड-ची श्रेणी टेस्ला मॉडेल्स चीनमध्ये उत्पादित करतात, इतर असंख्य वाहनांमध्ये. फॉरमॅटची जागा कार्यक्षमता आणि किमतीचे फायदे EV अर्थशास्त्राशी जुळतात. ग्रिड-स्केल ऍप्लिकेशन्स आणि नूतनीकरणयोग्य ऊर्जा एकत्रीकरणासाठी ऊर्जा साठवण प्रणाली त्याचप्रमाणे प्रिझमॅटिक पेशींना त्यांच्या टिकाऊपणासाठी, दीर्घ चक्राच्या आयुष्यासाठी आणि दंडगोलाकार पर्यायांच्या तुलनेत कमी आगीचा धोका दर्शवतात.

ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स स्मार्टफोन, टॅब्लेट आणि लॅपटॉप सारख्या उपकरणांमध्ये लहान प्रिझमॅटिक सेल वापरतात जेथे पातळ प्रोफाइल आवश्यक असल्याचे सिद्ध होते. वैद्यकीय उपकरणे, दूरसंचार बॅकअप प्रणाली आणि कॉर्डलेस पॉवर टूल्स हे फॉरमॅटच्या फायद्यांचा फायदा घेत अतिरिक्त बाजारांचे प्रतिनिधित्व करतात.

बॅटरी सेल प्रकारांचे मूल्यमापन करताना, अनेक परिमाणयोग्य मेट्रिक्स कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्ये परिभाषित करतात. प्रिझमॅटिक पेशी सामान्यत: 20Ah ते 300Ah प्रति सेल पर्यंत क्षमता प्रदान करतात. 21700 सारख्या सामान्य स्वरूपासाठी बेलनाकार पेशी कमाल 5-6Ah पर्यंत असतात, जरी टेस्लाचा 4680 सेल अंदाजे 25Ah पर्यंत पोहोचतो.

उर्जा घनता व्यापार-बंद दर्शवते. दंडगोलाकार पेशी 1,500 W/kg पर्यंत पोहोचतात, प्रति amp-तास अधिक कनेक्शनचा फायदा होतो. प्रिझमॅटिक सेल सामान्यत: 1,000-1,200 W/kg पर्यंत पोहोचतात, तात्काळ वीज वितरणापेक्षा ऊर्जा संचयनाला प्राधान्य देतात. हे उच्च-कार्यक्षमता अनुप्रयोगांसाठी दंडगोलाकार पेशींना श्रेयस्कर बनवते ज्यांना जलद ऊर्जा सोडण्याची आवश्यकता असते, तर प्रिझमॅटिक पेशी सतत उर्जा उत्पादनाची मागणी करणाऱ्या अनुप्रयोगांमध्ये उत्कृष्ट बनतात.

प्रिझमॅटिक कॉन्फिगरेशनसाठी ग्रॅव्हिमेट्रिक ऊर्जा घनता सुमारे 260 Wh/kg विरुद्ध 200 Wh/kg बेलनाकार पेशींना अनुकूल करते. हा फरक केसिंग मटेरियलच्या आवश्यकतांमुळे उद्भवतो-प्रिझमॅटिक पेशींना दंडगोलाकार भूमितीच्या तुलनेत कमी यांत्रिक स्थिरतेची भरपाई करण्यासाठी जाड भिंती आवश्यक असतात. तथापि, प्रिझमॅटिक पेशी जागेचा अधिक कार्यक्षमतेने वापर करून, व्हॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा घनता हा फायदा उलट करते.

सायकल लाइफ स्पॅन्स केवळ सेल फॉरमॅट ऐवजी रसायनशास्त्र आणि ऑपरेटिंग परिस्थितीवर आधारित बदलतात. दोन्ही प्रकार योग्य व्यवस्थापनासह 2,000 चक्रांपेक्षा जास्त असू शकतात. प्रिझमॅटिक LFP पेशी नियमितपणे ऑप्टिमाइझ केलेल्या ऍप्लिकेशन्समध्ये 5,000 चक्रांना मागे टाकतात. बाह्य घटक-तापमान व्यवस्थापन, शुल्क दर, डिस्चार्जची खोली-दीर्घायुष्यावर कसा परिणाम करतात यावर मुख्य भिन्नता आहे.

मॅन्युफॅक्चरिंग इकॉनॉमिक्स सेल फॉरमॅट निवडीवर जोरदार प्रभाव टाकते. बेलनाकार पेशी परिपक्व उत्पादन पायाभूत सुविधा आणि मानकीकरणाचा फायदा घेतात, परिणामी स्केलवर उत्पादन केल्यावर प्रति{1}}किलोवॅट-तास खर्च कमी होतो. स्वयंचलित वळण प्रक्रिया आणि दशकांचे शुद्धीकरण जलद, सातत्यपूर्ण आउटपुट सक्षम करते.

प्रिझमॅटिक सेल उत्पादन खर्च कस्टमायझेशन आवश्यकता आणि कमी ऑटोमेशनमुळे जास्त राहतो. तथापि, सिस्टीम-स्तरीय अर्थशास्त्र प्रिझमॅटिक पेशींना अनुकूल करू शकते. प्रति पॅक कमी सेल असेंबली श्रम कमी करतात, बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली सुलभ करतात आणि वेल्डची संख्या कमी करतात. इलेक्ट्रिक ट्रक किंवा ग्रिड स्टोरेज सारख्या मोठ्या-फॉर्मेट ऍप्लिकेशन्ससाठी, या बचतीमुळे उच्च सेल खर्चाची भरपाई होऊ शकते.

कच्च्या मालाचा खर्च दोन्ही स्वरूपांवर समान रीतीने परिणाम करतो, जरी रसायनशास्त्राच्या निवडी सेलच्या आकारापेक्षा जास्त महत्त्वाच्या असतात. प्रिझमॅटिक पेशींमध्ये LFP रसायनशास्त्राकडे वळणे दुर्मिळ कोबाल्ट आणि निकेल ऐवजी मुबलक मँगनीज आणि लोहाचा लाभ घेते, ज्यामुळे निकेल-समृद्ध रसायनांच्या तुलनेत सामग्रीची किंमत 20-40% कमी होते.

जेव्हा डिझाईनमध्ये मानकीकरण नसते तेव्हा चाचणी आणि प्रमाणन खर्च प्रिझमॅटिक सेलच्या खर्चात भर घालतात. प्रत्येक अनन्य स्वरूपासाठी वेगळे प्रमाणीकरण आवश्यक आहे,-बाजार आणि विकास खर्चासाठी-वेळ वाढवणे. अधिक मानकीकरणाच्या दिशेने उद्योग प्रयत्नांमुळे हे अंतर कमी होऊ शकते, जरी मार्केट डायनॅमिक्स सध्या सार्वत्रिक स्वरूपांवर विशिष्ट ऑप्टिमायझेशन-अनुप्रयोगाला अनुकूल आहे.

बॅटरी सुरक्षिततेमध्ये एकाधिक अपयश मोड-थर्मल रनअवे, अंतर्गत शॉर्ट सर्किट्स, इलेक्ट्रोलाइट लीकेज आणि यांत्रिक नुकसान समाविष्ट आहे. प्रिझमॅटिक पेशी इतरांची ओळख करून देताना काही धोके दूर करतात. पाऊच सेलच्या तुलनेत कठोर धातूचे आवरण बाह्य पंक्चरपासून चांगले संरक्षण प्रदान करते, जरी ते दंडगोलाकार डिझाइनपेक्षा कमी यांत्रिक शक्ती देते.

प्रति सेल मोठी क्षमता एका युनिटमध्ये अधिक ऊर्जा केंद्रित करते. एका प्रिझमॅटिक सेलमध्ये बिघाड झाल्यास बेलनाकार सेलच्या बिघाडापेक्षा अधिक ऊर्जा बाहेर पडते. तथापि, पॅकमधील कमी एकूण पेशी संभाव्य अपयशी बिंदूंची संख्या कमी करतात. या व्यापार-बंदसाठी प्रत्येक सेलचे व्होल्टेज, तापमान आणि चार्ज स्थितीचे निरीक्षण करण्यासाठी काळजीपूर्वक बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली डिझाइन आवश्यक आहे.

प्रिझमॅटिक पेशींमध्ये एलएफपी रसायनशास्त्र अंतर्निहित सुरक्षा फायदे प्रदान करते. लिथियम आयर्न फॉस्फेट निकेल-कोबाल्ट रसायनांच्या तुलनेत उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता प्रदर्शित करते, गैरवापराच्या परिस्थितीतही थर्मल पळून जाण्याचा धोका कमी असतो. थर्मल विघटन दरम्यान सामग्री ऑक्सिजन सोडत नाही, आगीचा धोका कमी करते. हे वैशिष्ट्य LFP प्रिझमॅटिक सेल विशेषतः स्थिर स्टोरेज ऍप्लिकेशन्ससाठी आकर्षक बनवते जेथे सुरक्षितता ऊर्जा घनतेच्या आवश्यकतांना मागे टाकते.

उत्पादक एकाधिक सुरक्षा वैशिष्ट्ये-प्रेशर रिलीफ व्हेंट्स, वर्तमान व्यत्यय साधने, थर्मल फ्यूज, आणि फ्लेम-रिटार्डंट विभाजक एकत्रित करतात. बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली संरक्षणाची पहिली ओळ प्रदान करते, ओव्हरचार्ज, ओव्हर-डिस्चार्ज, आणि जास्त तापमान एक्सपोजर ज्यामुळे कॅस्केडिंग अयशस्वी होऊ शकते.

जागतिक प्रिझमॅटिक सेल मार्केट मजबूत वाढीचे मार्ग दाखवते. 2024 मध्ये बाजार मूल्य $7.5 अब्ज ते $12.5 बिलियन पर्यंत आहे, अंदाजे 2033 पर्यंत $35.2 बिलियन पर्यंत पोहोचेल. हे 9.5% आणि 15% च्या दरम्यान चक्रवाढ वार्षिक वाढ दर दर्शवते, जे प्रामुख्याने इलेक्ट्रिक वाहनांचा अवलंब आणि अक्षय ऊर्जा संचयन विस्तारामुळे चालते.

आशिया-पॅसिफिकचे उत्पादनावर प्रभुत्व आहे, जे जागतिक उत्पादनाच्या अंदाजे 45-70% आहे. CATL, BYD, आणि LG Chem ऑपरेटींग गिगाफॅक्टरीसह प्रमुख खेळाडू मोठ्या प्रमाणावर प्रिझमॅटिक पेशींचे उत्पादन करत उत्पादन क्षमतेत चीन आघाडीवर आहे. नॉर्वे मधील नॉर्थव्होल्टची युरोपियन सुविधा, 2024 मध्ये 60 GWh वार्षिक क्षमतेचे लक्ष्य, आशिया बाहेरील सर्वात मोठ्या लिथियम-आयन बॅटरी कारखान्याचे प्रतिनिधित्व करते.

तांत्रिक नवकल्पनांचा वेग वाढत आहे. सॉलिड-स्टेट बॅटरी डेव्हलपमेंट उच्च ऊर्जेची घनता आणि सुधारित सुरक्षिततेचे वचन देते, प्रिझमॅटिक फॉरमॅट्समध्ये सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट्स सामावून घेण्यासाठी योग्य-स्थिती असते. सिलिकॉन ॲनोड्स, ग्राफीन थर्मल मॅनेजमेंट मटेरियल आणि प्रगत कॅथोड केमिस्ट्रीमधील संशोधन प्रिझमॅटिक सेल डिझाइनसाठी फायदेशीर ठरेल.

ऑटोमोटिव्ह उद्योगाच्या बॅटरी रोडमॅपमध्ये प्रिझमॅटिक पेशींचा समावेश वाढतो. फोक्सवॅगनने 2025 पर्यंत त्याच्या 80% EV मध्ये प्रिझमॅटिक सेल वापरण्याची योजना आखली आहे, तीन रसायनशास्त्रातील भिन्नता लागू करून{{3}LFP, मँगनीज-आधारित, आणि निकेल-रिच-वाहन विभागांमध्ये किंमत आणि कार्यप्रदर्शन ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी. हे वैविध्यपूर्ण धोरण निर्मात्यांना घाऊक स्वरूपातील बदलांशिवाय विशिष्ट वाहन आवश्यकतांशी बॅटरी वैशिष्ट्यांशी जुळण्यास सक्षम करते.

प्रिझमॅटिक विरुद्ध दंडगोलाकार वादाला सार्वत्रिक उत्तर नाही. प्रत्येक स्वरूप विशिष्ट संदर्भांमध्ये उत्कृष्ट आहे. बेलनाकार पेशी उच्च पॉवर आउटपुट, उत्कृष्ट थर्मल व्यवस्थापन आणि यांत्रिक मजबुती आवश्यक असलेल्या ऍप्लिकेशन्ससाठी अनुकूल असतात. पॉवर टूल्स, ई-बाइक आणि उच्च-परफॉर्मन्स वाहने त्यांच्या फायद्यांचा फायदा घेतात. मानकीकरण जलद डिझाइन पुनरावृत्ती आणि घटक सोर्सिंग सक्षम करते.

प्रिझमॅटिक सेल इष्टतम सिद्ध करतात जेथे जागा कार्यक्षमता, प्रति सेल उच्च क्षमता आणि कमी कनेक्शन ड्राइव्ह मूल्य मोजते. या वैशिष्ट्यांचा मोठा-स्वरूप EVs, ग्रिड स्टोरेज सिस्टम आणि दूरसंचार बॅकअप पॉवरला फायदा होतो. विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी परिमाण सानुकूलित करण्याची क्षमता सिस्टम आर्किटेक्चरसह घट्ट एकीकरण सक्षम करते.

बॅटरी पॅक डिझायनर वाहन विभाग आणि वापराच्या केसांवर आधारित सेल फॉरमॅट निवडून संकरित पद्धतींचा अवलंब करतात. कार्यप्रदर्शन{1}}भिमुख वाहने उच्च उर्जा घनतेसाठी दंडगोलाकार पेशी वापरू शकतात. मोठ्या प्रमाणात-मार्केट इलेक्ट्रिक वाहने लक्ष्यित श्रेणी आणि किमतीची कार्यक्षमता प्रिझमॅटिक पेशींना अनुकूल करते. ट्रक आणि व्यावसायिक वाहने ज्यांना निश्चित व्हॉल्यूममध्ये जास्तीत जास्त ऊर्जा साठवण आवश्यक असते ते प्रिझमॅटिक कॉन्फिगरेशन निवडतात.

मार्केट डायनॅमिक्स फॉरमॅट वर्चस्व ऐवजी सतत सहअस्तित्व सूचित करते. उत्पादन सुधारणा, रसायनशास्त्रातील प्रगती आणि खर्च कपात या दोन्ही प्रकारांसाठी समांतरपणे पुढे जातील. इष्टतम निवड अनुप्रयोग-विशिष्ट प्राधान्यक्रम-ऊर्जा घनता, उर्जा घनता, किंमत, आयुर्मान, सुरक्षितता आणि फॉर्म घटक मर्यादांवर अवलंबून असते.

Prismatic Cells

प्रिझमॅटिक पेशी सामान्यत: रसायनशास्त्र आणि ऑपरेटिंग परिस्थितीनुसार 2,000 ते 7,000 चार्ज सायकल चालवतात. LFP प्रिझमॅटिक पेशी योग्य थर्मल व्यवस्थापनासह आणि 20% चार्ज स्थितीपेक्षा कमी खोल डिस्चार्ज टाळून 5,000 चक्रांपेक्षा जास्त असतात. बहुतेक ऍप्लिकेशन्समध्ये सायकल लाइफ 5-10 वर्षे अनुवादित करते.

प्रिझमॅटिक पेशी योग्य थर्मल व्यवस्थापन प्रणालीसह जलद चार्जिंगला समर्थन देतात. अनेक डिझाईन्स 1C ते 2C चार्ज दर सामावून घेतात, म्हणजे 30-60 मिनिटांत पूर्ण चार्ज होतो. लिक्विड कूलिंग किंवा फेज-चेंज मटेरियल वापरून प्रगत शीतकरण प्रणाली जलद चार्जिंग दरम्यान तापमानात जास्त वाढ रोखतात, सेल आरोग्य आणि सुरक्षितता राखतात.

प्रिझमॅटिक युनिट्ससाठी प्रति-सेल खर्च सानुकूलित आणि कमी ऑटोमेशनमुळे सामान्यत: दंडगोलाकार पेशींपेक्षा जास्त असतो. तथापि, कमी असेंब्ली लेबर आणि कमी घटकांद्वारे सिस्टीम-स्तरीय खर्च प्रिझमॅटिक डिझाइनला अनुकूल करू शकतात. मालकीची एकूण किंमत अर्जावर अवलंबून असते-उत्पादन खंड, एकत्रीकरण जटिलता आणि आवश्यक क्षमता यासह विशिष्ट घटक.

प्रिझमॅटिक पेशी पूर्णपणे पुनर्वापर करण्यायोग्य असतात. ॲल्युमिनियम किंवा स्टीलचे आवरण सक्रिय सामग्रीपासून स्वतंत्रपणे वेगळे आणि प्रक्रिया केली जाऊ शकते. लिथियम, कोबाल्ट, निकेल आणि मँगनीज पुनर्प्राप्त केले जाऊ शकतात आणि नवीन बॅटरीमध्ये पुन्हा वापरले जाऊ शकतात. इलेक्ट्रिक वाहने आणि आयुष्याच्या शेवटच्या टप्प्यापर्यंत पोहोचणाऱ्या ऊर्जा साठवण प्रणालींमधून वाढत्या बॅटरीचे प्रमाण हाताळण्यासाठी पुनर्वापराच्या पायाभूत सुविधांचा विस्तार होत आहे.