Aperçu
Il existe trois principaux formats de cellules lithium-ion utilisés dans l'industrie : cylindrique
En un coup d'œil — résumé visuel et court
Comparaison détaillée
| Fonctionnalité | Cylindrique | Prismatique | Poche |
|---|---|---|---|
| forme mécanique | Boîte métallique rigide (ronde) | Boîte rectangulaire rigide | Pochette souple laminée |
| Densité énergétique typique (volumétrique) | Moyen | Haut | Haut-le plus haut (varie selon la conception) |
| Densité d'énergie gravimétrique | Bien | Bien | Meilleur (boîtier léger) |
| Fabrication et coût | Faible coût par cellule ; production mature à haut volume | Coût par cellule plus élevé ; outillage et assemblage plus complexes | Coût modéré ; nécessite un conditionnement soigné du pack |
| Gestion thermique | Bon chemin de chaleur radial ; facile à refroidir avec de l'air | Évacuation de la chaleur sur de grandes faces — nécessite une conception thermique | Faible rigidité intrinsèque — il faut concevoir un refroidissement dans le pack |
| Robustesse mécanique | Excellent (puissant) | Bon (bidon rigide) | Faible — nécessite une enceinte de protection |
| Risque de gonflement | Faible | Modéré | Plus haut — la poche peut gonfler en cas d'abus |
| Flexibilité de conception | Formes limitées (empilées/groupées) | Modéré (modules rectangulaires) | Haute — formes et épaisseurs très flexibles |
| Applications typiques | Outils électriques, ordinateurs portables, véhicules électriques (certains), stockage d'énergie | Packs de traction principaux pour véhicules électriques, ESS, industriels | Smartphones, drones, certains packs EV, wearables |
| Réparer / Remplacer | Facile à manipuler et à remplacer | Modéré — modules plus lourds | Plus dures — les cellules en poche nécessitent une manipulation prudente |
Le tableau résume les tendances typiques du secteur. Des conceptions de cellules et des fournisseurs spécifiques peuvent modifier ces généralisations.
Considérations relatives aux performances et à l'ingénierie
Gestion thermique
Les cellules cylindriques offrent des chemins de chaleur radiaux et sont souvent plus faciles à refroidir grâce à des canaux d'air forcé ou de liquide disposés entre les boîtiers. Les cellules prismatiques et en sachet reposent sur un refroidissement frontal et nécessitent des matériaux d'interface thermique et des plaques pour diffuser la chaleur. Pour une puissance continue élevée, choisissez un format adapté à votre stratégie de refroidissement.
Architecture et fabricabilité des packs
Les cellules cylindriques sont hautement standardisées et s'adaptent aux lignes d'assemblage automatisées, ce qui réduit le coût unitaire à grande échelle. Les emballages prismatiques et en sachets nécessitent souvent davantage d'outillage et de supports mécaniques sur mesure (cadres, plaques chauffantes, embouts), ce qui augmente le coût net de production initial (NRE) et améliore l'efficacité volumétrique.
Comportement sécuritaire et abusif
Les boîtiers rigides (cylindriques, prismatiques) offrent une protection mécanique et une ventilation prévisible. Les cellules en sachet sont légères, mais peuvent gonfler et nécessitent un confinement mécanique et des voies de ventilation dès la conception du pack. Testez toujours les scénarios d'abus au niveau du pack (surcharge, court-circuit, clou, thermique), quel que soit le type de cellule.
Guide de sélection rapide : lequel choisir ?
- vous privilégiez une fabrication éprouvée et à faible coût ainsi qu'une robustesse mécanique ;
- votre conception tolère une efficacité volumétrique légèrement inférieure ;
- vous souhaitez une durée de vie élevée avec un contrôle de qualité mature.
- vous avez besoin d'une densité énergétique volumétrique élevée et de packs rectangulaires (EV/ESS) ;
- vous pouvez investir dans des plaques thermiques et des boîtiers mécaniques ;
- vous privilégiez la simplicité d'intégration des modules/packs.
- le poids et la flexibilité du facteur de forme sont essentiels (drones, wearables) ;
- vous êtes prêt à concevoir un confinement mécanique robuste et à gérer les risques de gonflement ;
- vous avez besoin d'une densité énergétique gravimétrique très élevée.
Comparaison pratique des fiches techniques (chiffres typiques)
| Métrique | Cylindrique (par exemple, 21700) | Prismatique (cellule) | Pochette (typique) |
|---|---|---|---|
| Capacité typique | 3000–5000 mAh | 10–100+ Ah (taille de cellule variable) | 3000 mAh jusqu'à 100+ Ah (pochette empilée) |
| Tension nominale | 3,6–3,7 V | 3,6–3,8 V | 3,6–3,8 V |
| Densité énergétique (Wh/L) | ~400–600 | ~500–700 | ~520–750 |
| Taux C de pointe typique | 1–5 °C (selon la cellule) | 0,5–3 °C (selon la conception) | 0,5–3 °C (variable) |
| Durée de vie typique du cycle (jusqu'à 80 %) | 500–2000 cycles | 1 000 à 5 000 cycles (selon la chimie, par exemple, LFP) | 400–2000 cycles |
Les chiffres sont des plages indicatives — les spécifications finales dépendent de la chimie (LFP, NMC, NCA, etc.), de la charge de l'électrode et de l'ingénierie cellulaire.
Conseils d'intégration et de fabrication de Huawen New Power
- Spécifiez les priorités d’application (énergie, puissance et coût) à l’avance : cela détermine le choix du format de cellule.
- Nécessite des simulations thermiques au niveau du pack et une imagerie thermique prototype pour valider le refroidissement.
- Conception pour la maintenabilité : les modules avec unités remplaçables simplifient l'entretien sur le terrain (les modules prismatiques ou les modules cylindriques sont généralement modularisés).
- Pour les séries à volume élevé, validez les gabarits d'assemblage automatisés et les montages de test : les cellules cylindriques permettent généralement des lignes plus rapides.
- Insistez sur les normes UN38.3, IEC 62133 et toutes les certifications spécifiques au marché dès le début de l’approvisionnement.
FAQ
Q — Quel format offre la durée de vie la plus longue ?
A — La durée de vie dépend davantage de la chimie et de l'ingénierie cellulaire que du format de l'emballage. La chimie LFP en format prismatique ou en sachet peut durer plus longtemps que les cellules NMC à haute teneur en nickel, même si le format diffère.
Q — Les cellules en sachet sont-elles sûres pour les packs de traction des véhicules électriques ?
R — Oui, de nombreux constructeurs de véhicules électriques utilisent avec succès des cellules en sachet, mais les packs en sachet nécessitent un confinement mécanique robuste, une gestion thermique et une conception de ventilation pour gérer les scénarios de gonflement et d'abus.
Q — Peut-on mélanger les formats dans une même gamme de produits ?
A — Il est fortement déconseillé de mélanger les formats au sein d'un même emballage (par exemple, des formats cylindriques et des formats sachets) en raison des différences de suivi de tension, de comportement thermique et de montage mécanique. Si des formats mixtes sont absolument nécessaires pour toutes les variantes, il est impératif de disposer de nomenclatures et de dossiers de sécurité validés distincts.
Contact et prochaines étapes
Si vous choisissez un format de cellule pour un produit ou un projet, Huawen New Power peut vous accompagner dans les études de faisabilité, la conception de packs thermiques et mécaniques, la construction de prototypes et les tests de certification. Communiquez-nous vos principales contraintes (enveloppe, énergie, puissance crête, normes de sécurité) et nous vous proposerons le format de cellule et l'architecture de pack optimaux.
