Kun Róbert (szerk.)

Energiatárolási és akkumulátoripari alapismeretek

Fejezetek a villamosenergia-rendszerek, az elektrokémiai és további energiatárolási technológiák témaköréből


1.4.3.5. Burkolat (tasakos, kemény tok (acél, ABS))
A Li-ion-akkumulátorcellák különböző formában, méretben és különféle anyagból készült burkolatokkal készülhetnek. A kereskedelmi forgalomban kapható Li-ion-cellákat alaki tényezőjük szerint a hengeres, prizmatikus alakú (azaz lapos téglalap alakú) és puha tokozású, azaz tasakos (pouch cell) fajtákba sorolják. A kemény tokozású cellák burkolata fémből áll: általában nikkelezett acélból vagy alumíniumból. A kemény tokozású cellák burkolata rendszerint a cella egyik pólusa, és az elektromos vezetők közvetlenül a tokhoz hegeszthetők. A nikkelbevonatú acéltok esetén (pl. 18650-es cellák) a tok maga a negatív pólus; alumíniumtok esetén (több prizmatikus cella esetében) a tok lehet a pozitív pólus. Mivel ezek a tokok polarizáltak, ezért általában (legalább részben) zsugorfóliával borítják őket az elektromos szigetelés érdekében. Az elektrolitszivárgás bekövetkezési valószínűségének minimalizálása érdekében a gyártók igyekeznek minimalizálni a tokozat varratainak vagy maguknak a hegesztési varratoknak a számát. Így ezek a tokok általában mélyhúzott edények, amelyeknél csak az egyik végzáró kupaknál kell tömítést kialakítani. A zárófedél lezárása vagy tömítésekkel (a 18650-es cellákra jellemzően), vagy hegesztéssel történik. Annak érdekében, hogy a cella túlnyomásos állapotában a biztonságos kigázosodás és nyomáselengedés lehetővé váljon, a kemény tok kialakításánál biztonsági szellőzőnyílást, szelepet (safety vent) kell beépíteni. A biztonsági szelepeknek többféle kialakítása létezhet. Például a 18650-es kivitelben egy szakadólemezt építenek be a cellába, a prizmatikus celláknál bevágást helyeznek el vagy a hegesztési szilárdságot úgy állítják be, hogy a cella meghibásodása esetén a hegesztési varratok felszakadjanak, és a biztonságos kigázosodást lehetővé tegyék. Mivel a kemény tokok mechanikai védelmet nyújtanak a cellák elektródjainak, ezért szállítás során ezeket viszonylag tömören lehet csomagolni és szállítani. A puha tasakos cellák (más néven polimer vagy pouch) burkolata polimerrel bevont (poliamid, PET) alumíniumfóliából áll. Ez a fajta burkolat lehetővé teszi könnyű és keskeny cellaformák gyártását, amelyek kemény tokozatos formátumban nem lennének elkészíthetők. A tasakos cellák esetében a műanyagalapú burkolat varratai fóliahegesztéssel vannak lezárva. Értelemszerűen a puha tokos cellákba nem kell biztonsági szelepeket beépíteni, mivel a varratok viszonylag alacsony nyomáson és hőmérsékleten meghibásodnak és nyílnak a meghibásodás során. A tokokat úgy tervezték, hogy elektromosan szigetelők legyenek. Ezért az elektródokhoz való minden csatlakozást a tokból kiálló vezetékeken, csatlakozásokon keresztül kell elvégezni. Mivel a polimer tasakok korlátozott mechanikai védelmet nyújtanak a cella elektródjainak, a cellák mechanikai védelmét másképpen kell megoldani. A puha tasakos cellák szállításakor azokat merevített és vagy merev formázott tálcákba helyezik, amelyek elkülönítik az egyes cellákat. Ha puha tasakos cella kerül a termékbe, akkor a cellát be lehet ágyazni az eszközbe, és maga az eszköz burkolata biztosíthat mechanikai védelmet az akkumulátorcellának. Alternatív megoldásként a tasakos cellát műanyag végzárókkal ellátott fémhüvelybe is be lehet ágyazni.
 

Energiatárolási és akkumulátoripari alapismeretek

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2025

ISBN: 978 963 664 126 9

A kötet átfogó, horizontális tematikával vezeti be az olvasót az akkumulátor értéklánc teljes spektrumába: bemutatja a villamosenergia-piac működését, a telepített energiatárolási megoldásokat, az akkumulátorok járműipari alkalmazása terén az alternatív hajtásláncok felépítését és kulcskomponenseit, valamint részletesen tárgyalja a Li-ion akkumulátorok felépítését, működését, gyártástechnológiáját és a legfrissebb fejlesztési irányokat. Áttekintést nyújt továbbá az akkumulátorok biztonságtechnikájáról, diagnosztikai eljárásairól és az újrahasznosítás legfontosabb szempontjairól. Az olvasó átfogó képet kaphat az elektrokémiai energiatárolás technológiai hátteréről, a mobilitási és telepített tárolási megoldások térnyeréséről, az akkumulátoripar hazai és globális fejlődési irányairól, valamint az ezekhez kapcsolódó lehetőségekről, kihívásokról és szabályozási kérdésekről. A kötet az akkumulátorgyártás alaplépéseitől a jármű- és energiarendszer-integrációig, a töltőinfrastruktúrától a biztonságtechnikai, gazdasági és jogi aspektusokig számos kapcsolódó területet is tárgyal. Hasznos olvasmány lehet gépész-, villamos- és vegyipari mérnökök, mechatronikai és gazdasági szakemberek, autóipari és energiaipari szereplők, valamint a közszféra és az oktatás területén dolgozók számára – de mindazoknak is, akik naprakész, rendszerszintű tudást keresnek az energiatárolás és az elektromobilitás dinamikusan fejlődő világában. A kötet elkészítését a Magyar Akkumulátor Szövetség támogatta.

Hivatkozás: https://mersz.hu/kun-energiatarolasi-es-akkumulatoripari-alapismeretek//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave