Celformaten: 18650, 2170, pouch of prismatisch – wat kiest een autofabrikant en waarom?

Autofabrikanten kiezen tussen ronde cellen zoals 18650 en 2170, of platte pouch- en prismatische cellen. De keuze hangt af van kosten, energiedichtheid, koeling en productieschaal.

Overzicht van celvormen

Waarom 18650 en 2170 populair zijn

De 18650-cel (18 mm diameter, 65 mm hoog) werd beroemd door Tesla's eerste modellen. Deze cellen worden op grote schaal geproduceerd, wat de prijs laag houdt. De 2170-cel (21 mm diameter, 70 mm hoog) is een iets grotere versie die meer capaciteit biedt en beter koelbaar is. Fabrikanten zoals Tesla gebruiken ze in de Model 3 en Model Y. Het nadeel van veel kleine cellen is dat je honderden of duizenden cellen moet assembleren en verbinden, wat complex is.

Pouchcellen: flexibiliteit in ontwerp

Pouchcellen bestaan uit een plat zakje van aluminium laminaat. Ze zijn dun en licht, waardoor ze efficiënt in verschillende pakketvormen kunnen worden verwerkt. Ze hebben een hogere energiedichtheid dan cilindrische cellen. Nadeel is dat ze kunnen opzwellen tijdens het laden en ontladen, en dat de behuizing minder beschermt tegen stoten. Daarom eisen ze extra structurele bescherming in het accupakket. Ze worden veel gebruikt door Zuid-Koreaanse en Chinese fabrikanten, zoals LG Energy Solution en SK Innovation.

Prismatische cellen: compact en robuust

Prismatische cellen hebben een harde, rechthoekige behuizing van aluminium of staal. Ze zijn gemakkelijk te stapelen en te koelen, omdat ze een groot aanlegvlak hebben. Ze bieden een goede balans tussen energiedichtheid en productiekosten. Vooral Europese en Chinese makers, zoals CATL en BYD, gebruiken veel prismatische cellen in hun accupakketten. Ze zijn duurzamer dan pouchcellen en kunnen eenvoudiger worden geïntegreerd in het koelsysteem.

Productie-impact en kosten

De keuze van celformaat hangt ook samen met de productiecapaciteit. Cilindrische cellen zijn relatief goedkoop en snel te produceren, met een hoge mate van automatisering. Pouchcellen vereisen een nauwkeurigere productie en zijn gevoeliger voor kwaliteitsvariantie. Prismatische cellen hebben een complexere behuizing maar kunnen grotere capaciteiten bereiken, waardoor er minder cellen nodig zijn in een pakket. Door de schaalvoordelen van de productie dalen de kosten per kilowattuur, maar de investeringen zijn groot. Daarom kiezen fabrikanten vaak voor één celtype en stappen ze niet snel over.

Toekomst: cel-naar-chassis en solid-state

Vooruitgang in batterijtechnologie leidt tot nieuwe concepten. Zo werkt Tesla aan een 'structural battery' waarbij cellen direct in het chassis worden geïntegreerd, wat gewicht bespaart. Daarnaast zijn er solid-state cellen die een vaste elektrolyt gebruiken. Deze beloven hogere energiedichtheid en minder brandrisico. Hoewel ze nog niet op grote schaal worden toegepast, kunnen ze de komende tien jaar de celformaten veranderen.

Veelgestelde vragen

Welk celformaat is het beste?

Er is geen beste formaat; het hangt af van de toepassing. Cilindrische cellen zijn goedkoop en betrouwbaar, pouchcellen zakelijk in vorm, prismatisch is compact en robuust. Fabrikanten kiezen op basis van hun productiedoelen en prijsstrategie.

Kan een accupakket gemengde celvormen bevatten?

In theorie wel, maar in de praktijk niet: het is complex om verschillende celtypes te combineren. Het zou installatie en koeling compliceren en de productiekosten verhogen.

Wat is het verschil tussen 18650 en 2170?

Het belangrijkste verschil is de omvang en capaciteit: een 2170-cel heeft een grotere inhoud, wat meer energie per cel betekent. Dit maakt beter warmtemanagement mogelijk en vermindert het aantal cellen dat nodig is.