¿Por qué las células de iones de litio son mayormente redondas?

Después de ver algunos videos desmontables en YouTube con varios productos de baterías de litio (cargadores portátiles, baterías de portátiles, herramientas eléctricas), todos (aparte de los teléfonos móviles / baterías de tabletas) parecen tener pilas de baterías cilíndricas.

¿Hay alguna razón técnica para esto, aparte de que es un tamaño uniforme que se combina relativamente bien para dar a los fabricantes flexibilidad para incorporar las células?

1) La forma cilíndrica es muy fácil de fabricar: básicamente dobla las capas alrededor de un objeto redondo.

2) Por la misma razón que las latas de bebidas: esta forma es algo entre la Esfera (alta resistencia y resistencia al daño) y Cuboide (Fácil de apilar y se desperdicia poco espacio). Es la mejor compensación entre fuerza y ​​volumen.

3) De esta manera, puede apilar fácilmente las baterías (conexiones paralelas y en serie).

Entre otras razones ya mencionadas, en 1991 Sony comercializó la primera celda de iones de litio y luego la usó para alimentar su videocámara de 8 mm. Necesitaban una forma de fabricar estas nuevas baterías rápidamente y a gran escala. Al mismo tiempo, los CD estaban matando las ventas de cintas (¿recuerdas las cintas de cassette?) El mismo equipo que cubría la cinta magnética con lodo podría usarse para fabricar baterías de la misma manera. Básicamente, tenían un montón de equipos y fábricas que se estaban desacelerando y todo estaba alineado. Es por eso que comenzó así de todos modos.

Esa es una historia bastante bien contada en la industria y si buscas en Google probablemente encontrarás algunos artículos al respecto. A todos los que venden alguna nueva versión de la batería Lion o alguna nueva tecnología de batería les gusta liderar con ella para mostrarle qué tan viejas y obsoletas son las baterías que está usando actualmente.

Yo diría que lo contrario es el caso.

Casi todas las células alcalinas (y zinc-carbono, etc.) son redondas. Los paquetes cuadrados están formados por celdas redondas ( por ejemplo, 9V ; los tamaños más grandes, como las baterías de linterna, a menudo usan celdas C o D internamente).

Las principales excepciones son el plomo-ácido y el litio , como las baterías de los teléfonos. Muchos pequeños dispositivos recargables como reproductores de MP3 e incluso mi computadora portátil actual también usan estas células "prismáticas" o "de bolsa" , que minimizan el volumen y el peso del embalaje.

Tenga en cuenta que algunos tamaños de celdas redondas de Li son los mismos que los alcalinos comunes (14500 es lo mismo que AA pero ~ 3 veces el voltaje que conduce a trucos útiles para liberar espacio)

Un cilindro (o incluso mejor, una esfera, pero una batería esférica no es una forma muy conveniente de usar dentro de un dispositivo) es un uso mucho más eficiente del material para resistir la presión interna que una caja con lados planos, en caso de que la batería falla o se sobrecalienta.

Con una forma de caja, los lados pueden sobresalir hacia afuera y luego romperse donde se unen en los bordes. Un cilindro no tiene "bordes", excepto donde las piezas finales se unen a la pared cilíndrica.

Además de las consideraciones del análisis de tensiones, la forma con la mayor proporción de área cerrada a circunferencia también es un círculo, por lo que incluso para un recipiente sin presión, un cilindro usa la menor cantidad de material para contener un volumen dado. Para los mismos volúmenes, un contenedor de sección cuadrada tiene aproximadamente un 27% más de superficie que uno cilíndrico, y eso significa un 27% menos de "peso muerto" y costo de material.

La razón más simple por la que hay muchas celdas redondas es la razón por la cual tek afirma en su comentario. Las baterías constan de dos electrodos separados por un electrolito, un juego proporciona el voltaje normal. Para aumentar la capacidad y la capacidad actual, los electrodos y el separador son típicamente muy delgados y se enrollan en un "rollo de gelatina". La forma más fácil de hacer esto es simplemente enrollarlo en una bobina y sellarlo en una lata. De ahí las celdas redondas.

Las células prismáticas, las rectangulares utilizadas en teléfonos y dispositivos electrónicos similares, están hechas de manera similar, simplemente son más planas y oblongas. Es por eso que muchos prismáticos tendrán un borde curvo.