Pourquoi les cellules au lithium-ion sont-elles principalement rondes?

Après avoir regardé des vidéos démontables sur YouTube avec divers produits de batterie au lithium (chargeurs portables, batterie d'ordinateur portable, outils électriques), tous (à l'exception des téléphones portables / batteries de tablettes) semblent comporter des cellules de batterie cylindriques.

Y a-t-il une raison technique à cela, à part une taille uniforme qui se tuile relativement bien pour donner aux fabricants la flexibilité d'incorporer les cellules?

1) La forme cylindrique est très facile à fabriquer - Vous pliez essentiellement les couches autour d'un objet rond.

2) Pour la même raison que les canettes de boissons - cette forme est quelque chose entre la sphère (haute résistance et résistant aux dommages) et cuboïde (facile à empiler et peu d'espace est gaspillé). C'est le meilleur compromis entre force et volume.

3) De cette façon, vous pouvez facilement empiler les batteries - (connexions parallèle et série).

Entre autres raisons déjà mentionnées, Sony a commercialisé en 1991 la première cellule lithium-ion et l'a ensuite utilisée pour alimenter son caméscope 8 mm. Ils avaient besoin d'un moyen de fabriquer ces nouvelles batteries rapidement et à grande échelle. En même temps, les CD tuaient les ventes de cassettes (vous vous souvenez des cassettes?). Le même équipement que la bande magnétique enduite de lisier pourrait être utilisé pour fabriquer les batteries de la même manière. Donc, fondamentalement, ils avaient un tas d'équipements et d'usines qui ralentissaient et tout était aligné. C'est pourquoi ça a commencé comme ça de toute façon.

C'est une histoire assez bien racontée dans l'industrie et si vous cherchez sur Google, vous trouverez probablement quelques articles à ce sujet. Tout le monde colportant une nouvelle version de la batterie Lion ou une nouvelle technologie de batterie aime diriger avec elle pour vous montrer l'ancienneté et la viabilité des batteries que vous utilisez actuellement.

Je dirais que c'est le contraire.

Presque toutes les piles alcalines (et le carbone de zinc, etc.) sont rondes. Les packs carrés sont constitués de cellules rondes ( par exemple 9V ; les plus grandes tailles telles que les batteries de lanternes utilisent souvent des cellules C ou D en interne).

Les principales exceptions sont le plomb-acide et le lithium , comme les batteries de téléphone. De nombreux petits appareils rechargeables comme les lecteurs MP3 et même mon ordinateur portable actuel utilisent également ces cellules "prismatiques" ou "à poche" , qui minimisent l'encombrement et le poids de l'emballage.

Notez que certaines tailles de cellules Li rondes sont les mêmes que les alcalines communes (14500 est identique à AA mais ~ 3x la tension, ce qui conduit à des astuces utiles pour libérer de l'espace)

Un cylindre (ou mieux, une sphère, mais une batterie sphérique n'est pas une forme très pratique à utiliser à l'intérieur d'un appareil) est une utilisation beaucoup plus efficace du matériau pour résister à la pression interne qu'une boîte à côtés plats, au cas où la batterie échoue ou surchauffe.

Avec une forme de boîte, les côtés peuvent se gonfler vers l'extérieur puis se rompre là où ils se rejoignent sur les bords. Un cylindre n'a pas de "bords" sauf là où les pièces d'extrémité rejoignent la paroi cylindrique.

Mis à part les considérations d'analyse des contraintes, la forme avec le plus grand rapport de zone fermée à circonférence est également un cercle - donc même pour un récipient non pressurisé, un cylindre utilise le moins de matériau pour contenir un volume donné. Pour les mêmes volumes, un conteneur de section carrée a environ 27% plus de surface qu'un conteneur cylindrique - et cela signifie 27% de «poids mort» et de coûts de matériel en moins.

La raison la plus simple pour laquelle il y a beaucoup de cellules rondes est la raison indiquée par tek dans son commentaire. Les batteries sont constituées de deux électrodes séparées par un électrolyte, un jeu donne la tension normale. Pour augmenter la capacité et la capacité de courant, les électrodes et le séparateur sont généralement très minces et sont enroulés en un "rouleau de gelée". La façon la plus simple de le faire est simplement de l'enrouler dans une bobine et de la sceller dans une boîte. D'où les cellules rondes.

Les cellules prismatiques, celles rectangulaires utilisées dans les téléphones et les appareils électroniques similaires, sont fabriquées de la même manière, elles sont simplement plus plates et oblongues. C'est pourquoi beaucoup de prismatiques auront un bord incurvé.