Prismatische Zellen vs. Beutelzellen: Wichtige Unterschiede und Vorteile

Prismatische und Beutelzellen sind beliebte Bauformen von Lithiumbatterien. Diese Zellen versorgen die meisten Unterhaltungselektronikgeräte mit Energie. Diese Zellen beeinflussen die Leistung, Sicherheit, das Design und die Kosten elektrischer Geräte. Aber was sind ihre Unterschiede und welche ist besser? Dieser Artikel liefert die Antworten.

Was ist eine prismatische Zelle

Prismatische Zellen wurden Anfang der 1990er Jahre populär. Moderne prismatische Zellen kommen in stilvollen Verpackungen, die einer Box ähneln. Einige Designs verwenden jedoch eine flache Form für dünnere Batterien. Diese Zellen haben negative und positive Pole sowie eine Elektrolytverbindung. 

Hersteller schweißen diese Zellen in Aluminium- oder Stahlgehäuse ein. Sie haben keine einheitliche Form; jeder Hersteller entwirft seine eigene.

Prismatische Zellen versorgen große Haushaltsgeräte mit Energie. Sie finden diese Zellen in folgenden Geräten:

• Elektrofahrzeuge
• Elektrowerkzeuge (elektrische Bohrer und Sägen)
• Laptops
• Tablets
• Smartphone-Akkus
• Elektrische Rasenmäher
• Unterbrechungsfreie Stromversorgungs- (USV) Systeme

Vorteile von prismatischen Zellen

Hohe Energiedichte

Die Energiedichte ist die Menge an Ladung, die eine Batterie im Verhältnis zu ihrer Größe speichern kann. Kompakte prismatische Zellen können viel Energie speichern. Geräte mit prismatischen Zellen können länger zwischen den Ladevorgängen betrieben werden. Außerdem ermöglicht diese Eigenschaft Herstellern, tragbare Geräte wie Telefone und Tablets herzustellen.

Längere Lebensdauer in Zyklen

Die Lebensdauer in Zyklen ist die Anzahl der Lade- und Entladevorgänge, die eine Batterie aushalten kann, bevor sie an Leistung verliert. Prismatische Zellen können mehr Lade- und Entladezyklen bewältigen, bevor sie weniger effizient werden. Dieser Vorteil ist hilfreich für Geräte, die wir ständig aufladen, wie Mobiltelefone. Diese Zellen haben eine lange Lebensdauer und müssen nicht häufig ersetzt werden.

Robust und langlebig

Ihre starre Struktur macht diese Zellen langlebig. Das äußere Gehäuse schützt die Batteriebestandteile. Prismatische Zellen können physische Einwirkungen und Belastungen aushalten. Daher sind sie ideal für Geräte, die rauer Behandlung, täglichem Gebrauch oder Vibrationen standhalten müssen.

Besseres Wärmemanagement

Wärmemanagement ist notwendig, um sichere und effektive Batterien herzustellen. Wärme kann prismatische Zellen durch ihr Gehäuse entweichen. So können Geräte mit hoher Leistung betrieben werden, ohne die Batterie zu beschädigen. Außerdem ermöglicht diese Eigenschaft, dass Geräte bei heißem Wetter gut funktionieren.

Nachteile von prismatischen Zellen

Höhere Kosten

Im Vergleich zu Pouch-Zellen sind prismatische Zellen teurer in der Herstellung. Diese Zellen benötigen spezielle Gehäuse- und Elektrodenmaterialien, die mehr kosten. Daher können Geräte mit prismatischen Zellen einen höheren Preis haben.

Größen- und Formbeschränkungen

Im Gegensatz zu Pouch-Zellen haben prismatische Zellen feste Formen und Größen. Daher passen sie möglicherweise nicht in Geräte oder Designs mit ungewöhnlichen Batterieformen oder -größen. Diese Einschränkung kann die Designflexibilität begrenzen.

Gewicht

Prismatische Zellen wiegen aufgrund ihrer Bauteile mehr als Pouch-Zellen. Die Batterielast kann die Geräteleistung verringern und den Transport unpraktisch machen. Dieses zusätzliche Gewicht ist bei Drohnen und Wearables, die portabel sein müssen, problematisch.

Was ist eine Pouch-Zelle

Pouch-Zellen wurden 1995 eingeführt. Batteriehersteller schweißen Folienlaschen an die Elektroden, um diese Zellen herzustellen. Anschließend versiegeln sie die Zellkomponenten in einer Aluminiumfolie.

Diese Verpackungsart schafft ein einfaches, flexibles und leichtes Batteriedesign. Es gibt keine Standard-Pouch-Zelle, da jeder Hersteller sein eigenes Design entwickelt.

Diese Zellen finden sich in vielen Unterhaltungselektronikgeräten, wie zum Beispiel: 

• Laptops
• Smartphones
• Tablets
• E-Zigaretten
• Powerbanks
• Wearable-Geräte (Smartwatch und smarte Brillen)
• Medizinische Geräte
• Solarmodule

Vorteile von Pouch-Zellen

Leichtgewicht

Pouch-Zellen wiegen weniger als prismatische Zellen. Dieses geringe Gewicht hilft, Geräte herzustellen, die leicht zu transportieren sind. Außerdem kann dieser Vorteil die Effizienz des Geräts verbessern. 

Günstiger

Diese Zellen benötigen weniger Bauteile und sind günstiger als prismatische Zellen. Daher sind Produkte mit Pouch-Zellen erschwinglich und weit verbreitet. 

Effektive Wärmeableitung

Das flexible Gehäuse ermöglicht es, dass Wärme aus der Batteriezelle entweicht. Diese Eigenschaft fördert eine gute Batterielebensdauer, Leistung und Sicherheit.

Anpassungsfähige Nutzung

Pouch-Zellen finden sich in kleinen Wearables oder größeren Systemen wie Elektrofahrzeugen. Diese Zellen können verschiedene Leistungsanforderungen erfüllen und sind somit anpassungsfähig.

Erhöhte Vielseitigkeit

Pouch-Zellen sind flexibler als andere Zelltypen. Daher sind sie eine gute Wahl für Geräte mit individueller Form. Hersteller können sie in verschiedenen Formen und Größen herstellen. So passen Pouch-Zellen in winzige oder individuell geformte Produkte.

Nachteile von Pouch-Zellen

Kürzere Lebensdauer

Diese Zellen haben eine kürzere Lebensdauer und können nicht zu viele Lade- und Entladezyklen verkraften. Daher können sie mit der Zeit schwächer werden. Infolgedessen benötigen sie häufigere Ersatz- oder Wartungsmaßnahmen. Dies ist ein großer Nachteil für Geräte, die langlebige Energiequellen benötigen.

Empfindlich gegen Stöße

Beutelzellen sind anfälliger für physische Schäden durch Einstiche und Schläge. Im Gegensatz zu prismatischen Zellen fehlt ihnen ein solides Sicherheitsgehäuse. Diese Schwäche ist eine Herausforderung, wenn die Batterie Vibrationen und Belastungen standhalten muss. Solche Bedingungen können die Batterie beschädigen, was zu Kurzschlüssen oder Leckagen führt. Daher sind Beutelzellen in Situationen mit starken Stößen unzuverlässig.

Sicherheitsbedenken

Beutelzellen können sich bei hohen Temperaturen oder durch Überladung ausdehnen. Diese Ausdehnung kann dazu führen, dass schädliche Chemikalien austreten. Hersteller verringern dieses Risiko durch Steuerung von Hitze und Druck in den Zellen. Dennoch müssen Beutelzellen vorsichtig behandelt werden.

Vergleich prismatischer und Beutelzellen

Wie vergleichen sich prismatische und Beutelzellen? Betrachten Sie die folgende Tabelle:

Welche sollten Sie wählen: prismatische oder Beutelzellen?

Die Debatte zwischen prismatischen und Beutelzellen hängt letztlich vom vorgesehenen Anwendungsfall ab. Wenn Sie Haltbarkeit und lange Batterielebensdauer priorisieren, sind prismatische Zellen aufgrund ihrer robusten Bauweise und Langlebigkeit die bessere Wahl.

Beutelzellen bieten jedoch anpassungsfähigere Designs und sind kostengünstiger. Ihre Entscheidung sollte auf den spezifischen Anforderungen des Geräts und den Kompromissen basieren, die Sie eingehen möchten. Berücksichtigen Sie bei der Wahl eines Zellendesigns Faktoren wie Form und Größe, Gewicht und Volumen, Kosten, Fertigungsflexibilität und Haltbarkeit.

Fazit

Prismatische und Beutelzellen treiben heute die meisten unserer elektronischen Geräte an. Aber welche ist besser? Dieser Artikel vergleicht diese beiden beliebten Designs von Lithiumbatterien. Letztendlich hängt Ihre Wahl des Batteriedesigns vom gewünschten Ergebnis ab. Sie können mehr über Zellen erfahren und hochwertige Batterien auf unserer Website kaufen..