18650 аккумуляторы және 21700 батареясының тұжырымдамалары және олардың артықшылықтары туралы егжей-тегжейлі түсініктеме

Соңғы жылдары жаңа энергетикалық көліктердің қарқынды дамуымен литий батареялары да танымал болды. Қуат батареялары әрқашан жаңа энергетикалық көліктердің маңызды саласы болды. Кім қуат батареяларын меңгерсе, ол жаңа энергетикалық көліктерді меңгереді. Қуат батареяларының ішінде ең көп назар аударатыны сөзсіз литий-ионды аккумулятор болып табылады.

Литий-иондық аккумуляторлардың энергия тығыздығы өте жоғары, ал оның сыйымдылығы бірдей салмақтағы никель-сутектік аккумуляторлардан 1.5-2 есе көп және оның өздігінен зарядсыздану жылдамдығы өте төмен. Сонымен қатар, литий-ионды аккумуляторларда дерлік «есте сақтау әсері» жоқ және құрамында улы заттар жоқ. Литий-ионды батареялардың бұл артықшылықтары оны жаңа энергетикалық көліктер саласында кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.

Қазіргі уақытта цилиндрлік литий-ионды аккумуляторлар кеңірек қолданылады 18650 батарея және 21700 батарея.

18650 батареясы:

18650 батарея бастапқыда никель-металл гидридті батареяларға және литий-ионды батареяларға қатысты. Никель-металл гидридті аккумуляторлар қазір аз пайдаланылғандықтан, олар енді литий-ионды батареяларға сілтеме жасайды. 18650 литий-ионды батареялардың бастамашысы болып табылады – Жапонияда SONY компаниясы шығындарды үнемдеу мақсатында орнатқан стандартты литий-ионды батарея үлгісі, мұнда 18 диаметрі 18 мм, 65 ұзындығы 65 мм және 0 цилиндрлік батареяны білдіреді. Жалпы 18650 батареялары үштік литий-ионды батареяларды және литий темір фосфатты батареяларды қамтиды.

18650 аккумулятор туралы айтқанда, Tesla туралы айту керек. Tesla электрлік автомобиль аккумуляторларын жасап жатқанда, ол аккумуляторлардың көптеген түрлерін сынады, бірақ соңында ол 18650 аккумуляторға назар аударды және 18650 батареяны жаңа энергетикалық электр автомобиль батареялары ретінде пайдаланды. Техникалық жол. Тесланың дәстүрлі отын көліктерінен кем түспейтін өнімділікке ие болуының себебі, электр қозғалтқышы технологиясымен қатар, Тесланың озық аккумулятор технологиясының пайдасы бар деп айтуға болады. Неліктен Tesla қуат көзі ретінде 18650 батареясын таңдады?

артықшылығы

Жетілген технология және жоғары консистенциясы

Жаңа энергетикалық көліктер саласына кірмес бұрын электронды өнімдерде 18650 батарея кеңінен қолданылды. Олар ең ерте, ең жетілген және ең тұрақты литий-ионды батареялар. Көп жылдық тәжірибеден кейін жапондық өндірушілер тұтынушылық өнімдерде 18650 аккумулятор жинады. Көлік аккумуляторлары саласында озық технология өте жақсы қолданылады. Panasonic – әлемдегі ең үлкен батарея технологиясы мен ауқымды компаниялардың бірі. Басқа өндірушілермен салыстырғанда, оның ең аз өнім ақаулары және үлкен масштабы бар, сонымен қатар жақсы консистенциясы бар батареяларды таңдау оңай.

Керісінше, жинақталған литий-иондық батареялар сияқты басқа батареялар жеткілікті түрде жетілмеген. Көптеген өнімдерді тіпті өлшемдері мен өлшемдері бойынша біріктіру мүмкін емес, ал аккумулятор өндірушілерінің өндірістік процестері шарттарға сәйкес келмейді. Жалпы алғанда, батареяның консистенциясы 18650 батареясының деңгейіне жетпейді. Егер аккумулятордың консистенциясы талаптарға сай келмесе, параллельді түрде құрылған көптеген аккумуляторлық жолдар мен батарея топтамаларын басқару әр батареяның өнімділігін жақсырақ ойнатуға мүмкіндік бермейді және 18650 батареялары бұл мәселені жақсы шеше алады.

Жоғары қауіпсіздік көрсеткіштері

18650 литий батареясы жоғары қауіпсіздік көрсеткіштеріне ие, жарылғыш емес, жанбайтын; улы емес, ластаушы емес және RoHS сауда белгісінің сертификатынан өткен; және жақсы жоғары температураға төзімділігі бар, ал разряд тиімділігі 100 градуста 65% құрайды.

18650 батареясы әдетте болат қабықшаға оралған. Автокөлік соқтығысуы сияқты төтенше жағдайларда бұл қауіпсіздік апаттарының пайда болуын мүмкіндігінше азайтады және қауіпсіздік жоғарырақ болады. Сонымен қатар, 18650 батареясының әрбір ұяшығының өлшемі шағын және әрбір ұяшықтың энергиясын кішірек диапазонда басқаруға болады. Үлкен өлшемді батарея ұяшықтарын пайдаланумен салыстырғанда, тіпті аккумулятор жинағының бір бөлігі істен шыққан болса да, оны азайтуға болады.

Жоғары энергия тығыздығы

18650 литий батареясының сыйымдылығы әдетте 1200 мАч пен 3600 мАч арасында, ал жалпы батарея сыйымдылығы шамамен 800 мАч құрайды. 18650 литий батарея жинағына біріктірілген болса, 18650 литий батарея жинағы 5000 мАч-тан асуы мүмкін. Оның сыйымдылығы бірдей салмақтағы никель-сутекті аккумуляторлық батареядан 1.5-2 есе көп және оның өздігінен зарядсыздану жылдамдығы өте төмен. 18650 батарея ұяшығының энергия тығыздығы қазіргі уақытта 250 Вт/кг деңгейіне жетуі мүмкін, бұл Tesla-ның жоғары круиздік диапазонының талаптарына жауап береді.

Төмен құны және жоғары құны өнімділігі

18650 литий батареясының қызмет ету мерзімі ұзақ, ал қалыпты пайдалануда циклдің қызмет ету мерзімі 500 еседен астамға жетуі мүмкін, бұл қарапайым батареялардан екі есе көп. 18650 өнімі жоғары технологиялық жетілу дәрежесіне ие. Құрылымдық дизайн, өндіріс технологиясы және өндірістік жабдық, сондай-ақ алынған 18650 модуль технологиясы жетілген, олардың барлығы оны пайдалану және техникалық қызмет көрсету шығындарын азайтады.

Қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын 18650 аккумуляторы көптеген жылдар бойы даму тарихына ие. Технология батареялардың басқа түрлерімен салыстырғанда салыстырмалы түрде жетілген болса да, ол әлі де жоғары жылу өндіру, күрделі топтастыру және жылдам зарядтауға қол жеткізу мүмкін еместігі сияқты мәселелерге тап болады. Осы тұрғыда 21700 цилиндрлік үштік батареялар пайда болды.

4 жылдың 2017 қаңтарында Tesla Tesla және Panasonic бірлесіп әзірлеген жаңа 21700 аккумуляторының сериялық өндірісінің басталғанын жариялады және бұл қазіргі уақытта жаппай өндіріске қол жетімді батареялар арасындағы ең жоғары энергия тығыздығы және ең төмен құны бар батарея екенін атап өтті.

21700 батареясы:

21700 батареясы цилиндрлік батарея үлгісі болып табылады, атап айтқанда: 21-сыртқы диаметрі 21 мм цилиндрлік аккумуляторға жатады; 700- биіктігі 70.0 мм цилиндрлік аккумуляторды білдіреді.

Бұл электр көліктерінің ұзағырақ жүру жүгірісіне қойылатын талаптарын қанағаттандыру және көлік құралының аккумулятор кеңістігін тиімді пайдалануды жақсарту үшін жасалған жаңа модель. Жалпы 18650 цилиндрлік литий батареясымен салыстырғанда, 21700 сыйымдылығы сол материалдан 35% жоғары болуы мүмкін.

Жаңа 21700 төрт маңызды артықшылығы бар:

(1) Батарея ұяшығының сыйымдылығы 35%-ға артады. Мысал ретінде Tesla шығарған 21700 батареясын алайық. 18650 үлгісінен 21700 үлгісіне ауысқаннан кейін батарея ұяшығының сыйымдылығы 3-тен 4.8 Ah-ға дейін жетуі мүмкін, бұл 35% -ға айтарлықтай өсу.

(2) Батарея жүйесінің қуат тығыздығы шамамен 20%-ға артады. Tesla ашқан деректерге сәйкес, алғашқы күндерде пайдаланылған 18650 батарея жүйесінің энергия тығыздығы шамамен 250 Вт сағ/кг болды. Кейінірек ол шығарған 21700 батарея жүйесінің энергия тығыздығы шамамен 300 Вт/кг болды. 21700 батареясының көлемдік энергия тығыздығы бастапқы 18650-ден жоғары болды. 20%-ға жуық.

(3) Жүйенің құны шамамен 9%-ға төмендейді деп күтілуде. Tesla ашқан аккумулятор бағасы туралы ақпаратты талдау нәтижесінде 21700 батареясының қуатты литий батареясы жүйесі $170/Вт/сағ, ал 18650 батарея жүйесінің бағасы $185/Вт/сағ. 21700-үлгіде 3 батареяны пайдаланғаннан кейін тек батарея жүйесінің құнын шамамен 9%-ға төмендетуге болады.

(4) Жүйе салмағы шамамен 10%-ға төмендейді деп күтілуде. 21700 жалпы көлемі 18650-ден жоғары. Мономер сыйымдылығы артқан сайын мономердің энергия тығыздығы жоғары болады, сондықтан бірдей энергияға қажет батарея мономерлерінің санын шамамен 1/3-ке азайтуға болады, бұл қиындықты азайтады. жүйені басқару және батареялар санын азайту. Сөмкеде қолданылатын металл құрылымдық бөлшектер мен электр керек-жарақтарының саны батареяның салмағын одан әрі азайтады. Samsung SDI 21700 аккумулятордың жаңа жинағына ауысқаннан кейін жүйенің салмағы қазіргі батареямен салыстырғанда 10%-ға азайғаны анықталды.