Explicação detalhada dos conceitos das baterias 18650 e 21700 e suas vantagens

Com o rápido desenvolvimento de novos veículos de energia nos últimos anos, as baterias de lítio também se tornaram populares. As baterias elétricas sempre foram um campo importante dos veículos de energia nova. Quem quer que domine baterias de energia dominará novos veículos de energia. Entre as baterias de alimentação, a que mais chama a atenção é, sem dúvida, a bateria de íon de lítio.

A densidade de energia das baterias de íon-lítio é muito alta e sua capacidade é de 1.5 a 2 vezes a das baterias de níquel-hidrogênio do mesmo peso e tem uma taxa de autodescarga muito baixa. Além disso, as baterias de íon de lítio quase não têm “efeito de memória” e não contêm substâncias tóxicas. Essas vantagens das baterias de íon-lítio tornam-nas amplamente utilizadas no campo de veículos de energia nova.

Hoje em dia, as baterias cilíndricas de íon de lítio mais utilizadas são 18650 e 21700.

Bateria 18650:

18650 baterias originalmente se referiam a baterias de hidreto de metal de níquel e baterias de íon de lítio. Como as baterias de níquel-hidreto metálico são menos usadas, elas agora se referem às baterias de íon-lítio. 18650 é o criador das baterias de íon de lítio – um modelo de bateria de íon de lítio padrão definido pela SONY no Japão para economizar custos, onde 18 significa um diâmetro de 18 mm, 65 significa um comprimento de 65 mm e 0 significa uma bateria cilíndrica. As baterias 18650 comuns incluem baterias ternárias de íon de lítio e baterias de fosfato de ferro e lítio.

Por falar em 18650 baterias, a Tesla deve ser mencionada. Quando a Tesla está desenvolvendo baterias de carros elétricos, ela testou muitos tipos de baterias, mas no final se concentrou em 18650 baterias e usou 18650 baterias como baterias de carros elétricos de nova energia. Rota técnica. Pode-se dizer que a razão pela qual o Tesla é capaz de ter um desempenho que não é inferior aos veículos a combustível tradicionais, além da tecnologia de motor elétrico, também se beneficia da avançada tecnologia de bateria do Tesla. Então, por que a Tesla escolheu a bateria 18650 como sua fonte de energia?

vantagem

Tecnologia madura e alta consistência

Antes de entrar no campo de veículos de energia nova, 18650 baterias foram amplamente utilizadas em produtos eletrônicos. Elas são as baterias de íon de lítio mais antigas, maduras e estáveis. Após anos de experiência, os fabricantes japoneses acumularam 18650 baterias em produtos de consumo. A tecnologia avançada é extremamente bem aplicada no campo de baterias de veículos. A Panasonic é uma das maiores empresas de escala e tecnologia de bateria do mundo. Em comparação com outros fabricantes, apresenta menos defeitos de produto e escala maior, além de ser fácil selecionar baterias com boa consistência.

Em contraste, outras baterias, como baterias empilhadas de íon de lítio, estão longe de serem maduras o suficiente. Muitos produtos não podem nem mesmo ser unificados em tamanho e tamanho, e os processos de produção dos fabricantes de baterias não podem atender às condições. Em geral, a consistência da bateria não atinge o nível da bateria 18650. Se a consistência da bateria não atender aos requisitos, o gerenciamento de um grande número de conjuntos de baterias e conjuntos de baterias formados em paralelo não permitirá que o desempenho de cada bateria seja melhor jogado e as baterias 18650 podem resolver bem esse problema.

Desempenho de alta segurança

A bateria de lítio 18650 tem alto desempenho de segurança, não explosiva, não combustível; não tóxico, não poluente e passou a certificação de marca registrada RoHS; e tem boa resistência a altas temperaturas, e a eficiência de descarga é de 100% a 65 graus.

A bateria 18650 geralmente é embalada em uma carcaça de aço. Em situações extremas, como uma colisão de carro, pode reduzir ao máximo a ocorrência de acidentes de segurança, e a segurança é maior. Além disso, o tamanho de cada célula da bateria do 18650 é pequeno e a energia de cada célula pode ser controlada em um intervalo menor. Em comparação com o uso de células de bateria de grande porte, mesmo se uma unidade do pacote de bateria falhar, o impacto da falha pode ser reduzido.

Alta densidade de energia

A capacidade da bateria de lítio 18650 é geralmente entre 1200mah e 3600mah, enquanto a capacidade geral da bateria é de apenas cerca de 800mah. Se combinada em uma bateria de lítio 18650, a bateria de lítio 18650 pode exceder 5000mah. Sua capacidade é de 1.5 a 2 vezes a de uma bateria de níquel-hidrogênio do mesmo peso e tem uma taxa de autodescarga muito baixa. A densidade de energia da célula de bateria 18650 pode atualmente atingir o nível de 250Wh / kg, o que atende aos requisitos de alto alcance de cruzeiro da Tesla.

Desempenho de baixo custo e alto custo

A bateria de lítio 18650 tem uma longa vida útil e o ciclo de vida pode chegar a mais de 500 vezes em uso normal, o que é mais do que o dobro das baterias comuns. O produto 18650 possui alto grau de maturidade tecnológica. O projeto estrutural, a tecnologia de fabricação e os equipamentos de fabricação, bem como a tecnologia derivada do módulo 18650 estão todos maduros, os quais reduzem seus custos de operação e manutenção.

A bateria 18650, que é amplamente utilizada atualmente, tem uma história de desenvolvimento por muitos anos. Embora a tecnologia seja relativamente madura em comparação com outros tipos de baterias, ela ainda enfrenta problemas como alta produção de calor, agrupamento complexo e incapacidade de obter um carregamento rápido. Nesse contexto, surgiram 21700 baterias cilíndricas ternárias.

Em 4 de janeiro de 2017, a Tesla anunciou o início da produção em massa da nova bateria 21700 desenvolvida em conjunto pela Tesla e Panasonic, e enfatizou que esta é a bateria com a maior densidade de energia e o menor custo entre as baterias atualmente disponíveis para produção em massa.

Bateria 21700:

A bateria 21700 é um modelo de bateria cilíndrica, especificamente: 21 – refere-se à bateria cilíndrica com diâmetro externo de 21 mm; 700 – refere-se à bateria cilíndrica com altura de 70.0mm.

Este é um novo modelo desenvolvido para atender aos requisitos dos veículos elétricos para uma maior quilometragem e para melhorar a utilização eficaz do espaço da bateria do veículo. Em comparação com a bateria de lítio cilíndrica 18650 comum, a capacidade do 21700 pode ser mais de 35% maior do que a do mesmo material.

O novo 21700 tem quatro vantagens significativas:

(1) A capacidade da célula da bateria é aumentada em 35%. Pegue a bateria 21700 produzida pela Tesla como exemplo. Após a troca do modelo 18650 para o modelo 21700, a capacidade da célula da bateria pode chegar a 3 a 4.8 Ah, um aumento significativo de 35%.

(2) A densidade de energia do sistema de bateria é aumentada em cerca de 20%. De acordo com os dados divulgados pela Tesla, a densidade de energia do sistema de bateria 18650 usado nos primeiros dias era de cerca de 250Wh / kg. Mais tarde, a densidade de energia do sistema de bateria 21700 produzida por ele era de cerca de 300Wh / kg. A densidade de energia volumétrica da bateria 21700 era maior do que a original 18650. Quase 20%.

(3) O custo do sistema deverá cair cerca de 9%. A partir da análise das informações de preço da bateria divulgadas pela Tesla, o sistema de bateria de lítio de potência da bateria 21700 custa $ 170 / Wh, e o preço do sistema de bateria 18650 é $ 185 / Wh. Depois de usar 21700 baterias no Modelo 3, o custo do sistema de bateria sozinho pode ser reduzido em cerca de 9%.

(4) Espera-se que o peso do sistema diminua em cerca de 10%. O volume total de 21700 é maior do que 18650. À medida que a capacidade do monômero aumenta, a densidade de energia do monômero é maior, então o número de monômeros de bateria necessários sob a mesma energia pode ser reduzido em cerca de 1/3, o que reduzirá a dificuldade de gerenciamento do sistema e reduzir o número de baterias. O número de peças estruturais de metal e acessórios elétricos usados ​​na bolsa reduz ainda mais o peso da bateria. Depois que o Samsung SDI mudou para um novo conjunto de 21700 baterias, descobriu-se que o peso do sistema foi reduzido em 10% em comparação com a bateria atual.