Celdas cilíndricas versus celdas de bolsa: ventajas y desventajas de las baterías de iones de litio

Las celdas prismáticas de una batería de iones de litio (Li-ion) son más delgadas y livianas que las celdas cilíndricas. En comparación con sus contrapartes cilíndricas, estas celdas rectangulares tienen una larga vida útil y son más fáciles de mantener frías debido a su carcasa de aluminio o acero.

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Debido a su alta densidad de energía, empaque liviano, confiabilidad y tamaño pequeño, las celdas de bolsa son ideales para su uso en automóviles, drones y computadoras portátiles ultradelgadas.

Además, las celdas de bolsa se utilizan en tecnologías en las que el peso y la seguridad son motivo de preocupación, pero también es esencial un ciclo de vida decente (cuántas veces se puede cargar una batería antes de que se agote) y una alta densidad de energía. Aun así, hay que tener en cuenta que las pilas de bolsa son más caras y, a menudo, tienen menos capacidad de almacenamiento, además de tener una vida útil más corta.

Las celdas cilíndricas frente a las de bolsa tienen algunos pros y contras importantes, pero el tipo de celda que elija en última instancia estará determinado por la aplicación para la que la utilizará.

  • Dado que las celdas cilíndricas se utilizan ampliamente y están estandarizadas, ofrecen mejores técnicas de fabricación (que dan como resultado un producto más consistente) que las celdas de bolsa.
  • La célula cilíndrica es mucho más resistente a la deformación en entornos de alta presión que la célula de bolsa prismática.
  • En comparación con las baterías de litio prismáticas o de bolsa, las baterías de litio cilíndricas son más fáciles de soldar.
  • Aunque las celdas de la bolsa son livianas, la humedad y las altas temperaturas pueden dañarlas. A su vez, esto puede conducir a una vida útil más corta y costos generales más altos, ya que se necesitarán más reemplazos.
  • En el caso de que una sola batería cilíndrica se estropee, su impacto en todo el paquete es relativamente pequeño. Por el contrario, las celdas prismáticas son susceptibles de verse comprometidas si falla una batería.
  • Como resultado de un mejor ciclo, las celdas cilíndricas son estables, económicas, estandarizadas en todas las industrias y duran mucho tiempo (gracias a su estabilidad). Las celdas prismáticas y de bolsa no están estandarizadas en todas las industrias, lo que las hace más costosas. Aun así, las formas rectangulares hacen un buen uso del espacio limitado y las carcasas duras se pueden apilar. Por lo general, no se debe apilar una celda de bolsa más blanda.
  • Una batería cilíndrica irradia calor y controla la temperatura mejor que una batería prismática. Hay una falta de gestión térmica eficaz en las baterías prismáticas, lo que hace que se agoten más rápido.

Las baterías con electrodos prismáticos tienen muy poca actividad química en sus bordes y esquinas. Debido a su baja actividad química, el rendimiento de las baterías prismáticas disminuye considerablemente con el tiempo. En comparación con las baterías prismáticas, las baterías cilíndricas duran mucho más.

Las características de las celdas cilíndricas, prismáticas y de bolsa varían según el uso previsto. Las tecnologías de envasado de baterías evolucionan continuamente, y es probable que estas ventajas y desventajas también cambien, incluida la eliminación del cobalto raro y costoso de los diseños de baterías de iones de litio.