Podrobné vysvetlenie koncepcie batérie 18650 a batérie 21700 a ich výhod

S rýchlym vývojom nových energetických vozidiel v posledných rokoch sa stali populárnymi aj lítiové batérie. Elektrické batérie boli vždy dôležitou oblasťou nových energetických vozidiel. Kto ovláda napájacie batérie, ovláda nové energetické vozidlá. Spomedzi napájacích batérií je nepochybne najpútavejšia lítium-iónová batéria.

Energetická hustota lítium-iónových batérií je veľmi vysoká a ich kapacita je 1.5 až 2-krát väčšia ako kapacita niklovo-vodíkových batérií rovnakej hmotnosti a má veľmi nízku mieru samovybíjania. Lítium-iónové batérie navyše nemajú takmer žiadny „pamäťový efekt“ a neobsahujú toxické látky. Vďaka týmto výhodám lítium-iónových batérií sú široko používané v oblasti nových energetických vozidiel.

V súčasnosti sú viac používané valcové lítium-iónové batérie 18650 batérií a 21700 batérií.

Batéria 18650:

Batérie 18650 pôvodne označovali nikel-metal hydridové batérie a lítium-iónové batérie. Keďže nikel-metal hydridové batérie sa teraz používajú menej, označujú sa teraz za lítium-iónové batérie. 18650 je pôvodcom lítium-iónových batérií – štandardného modelu lítium-iónových batérií, ktorý spoločnosť SONY zaviedla v Japonsku s cieľom ušetriť náklady, kde 18 znamená priemer 18 mm, 65 znamená dĺžku 65 mm a 0 znamená valcovú batériu. Bežné batérie 18650 zahŕňajú ternárne lítium-iónové batérie a lítium-železofosfátové batérie.

Keď už hovoríme o 18650 batériách, treba spomenúť Teslu. Keď Tesla vyvíja batérie pre elektromobily, testovala mnoho typov batérií, no nakoniec sa zamerala na 18650 batérií a 18650 batérií použila ako nové energetické batérie pre elektromobily. Technická cesta. Dá sa povedať, že dôvod, prečo Tesla dokáže mať výkon, ktorý nie je horší ako tradičné palivové vozidlá, okrem technológie elektromotora ťaží aj z pokročilej technológie batérií od Tesly. Prečo si teda Tesla vybrala ako zdroj energie batériu 18650?

výhoda

Vyspelá technológia a vysoká konzistencia

Pred vstupom do oblasti nových energetických vozidiel sa v elektronických produktoch široko používalo 18650 18650 batérií. Sú to najstaršie, najvyspelejšie a najstabilnejšie lítium-iónové batérie. Po rokoch skúseností japonskí výrobcovia nazhromaždili XNUMX batérií v spotrebných produktoch. Pokročilá technológia sa mimoriadne dobre uplatňuje v oblasti automobilových batérií. Panasonic je jednou z najväčších svetových spoločností zaoberajúcich sa výrobou batérií a váh. V porovnaní s inými výrobcami má najmenej chýb produktu a väčší rozsah a tiež je ľahké vybrať batérie s dobrou konzistenciou.

Naproti tomu iné batérie, ako napríklad skladané lítium-iónové batérie, zďaleka nie sú dostatočne vyspelé. Mnohé produkty nie je možné ani zjednotiť čo do veľkosti a veľkosti a výrobné procesy, ktorými disponujú výrobcovia batérií, nedokážu splniť podmienky. Vo všeobecnosti konzistencia batérie nedosahuje úroveň batérie 18650. Ak konzistencia batérie nespĺňa požiadavky, správa veľkého počtu paralelne vytvorených reťazcov batérií a batériových blokov neumožní lepšie hranie výkonu každej batérie a batérie 18650 môžu tento problém dobre vyriešiť.

Vysoký bezpečnostný výkon

Lítiová batéria 18650 má vysoký bezpečnostný výkon, nevýbušná, nehorľavá; netoxický, neznečisťujúci a prešiel certifikáciou ochrannej známky RoHS; a má dobrú odolnosť voči vysokej teplote a účinnosť vybíjania je 100% pri 65 stupňoch.

Batéria 18650 je zvyčajne zabalená v oceľovom obale. V extrémnych situáciách, ako je kolízia auta, dokáže maximálne znížiť výskyt bezpečnostných nehôd a bezpečnosť je vyššia. Okrem toho je veľkosť každého článku batérie modelu 18650 malá a energiu každého článku možno ovládať v menšom rozsahu. V porovnaní s použitím veľkorozmerných batériových článkov, aj keď zlyhá jedna jednotka batériovej jednotky, môže sa znížiť vplyv zlyhania.

Vysoká hustota energie

Kapacita lítiovej batérie 18650 je vo všeobecnosti medzi 1200 mAh a 3600 mAh, zatiaľ čo všeobecná kapacita batérie je len asi 800 mAh. Ak sa skombinuje s lítiovou batériou 18650, lítiová batéria 18650 môže prekročiť 5000 mAh. Jeho kapacita je 1.5 až 2-krát väčšia ako u niklovo-vodíkovej batérie rovnakej hmotnosti a má veľmi nízku mieru samovybíjania. Energetická hustota batériového článku 18650 môže v súčasnosti dosiahnuť úroveň 250Wh/kg, čo spĺňa požiadavky na vysoký cestovný dosah Tesly.

Nízke náklady a vysoký nákladový výkon

Lítiová batéria 18650 má dlhú životnosť a životnosť cyklu môže dosiahnuť viac ako 500-násobok pri bežnom používaní, čo je viac ako dvojnásobok oproti bežným batériám. Produkt 18650 má vysoký stupeň technologickej vyspelosti. Konštrukčný dizajn, výrobná technológia a výrobné zariadenia, ako aj odvodená technológia modulov 18650 sú vyspelé, čo znižuje náklady na prevádzku a údržbu.

Batéria 18650, ktorá je v súčasnosti široko používaná, má za sebou dlhoročný vývoj. Aj keď je táto technológia v porovnaní s inými typmi batérií pomerne vyspelá, stále čelí problémom, ako je vysoká produkcia tepla, zložité zoskupovanie a neschopnosť dosiahnuť rýchle nabíjanie. V tejto súvislosti vzniklo 21700 XNUMX cylindrických ternárnych batérií.

Dňa 4. januára 2017 Tesla oznámila začiatok sériovej výroby novej batérie 21700, ktorú spoločne vyvinuli Tesla a Panasonic, a zdôraznila, že ide o batériu s najvyššou hustotou energie a najnižšími nákladmi spomedzi batérií, ktoré sú v súčasnosti dostupné pre masovú výrobu.

Batéria 21700:

Batéria 21700 je cylindrický model batérie, konkrétne: 21-označuje valcovú batériu s vonkajším priemerom 21 mm; 700-označuje valcovú batériu s výškou 70.0 mm.

Ide o nový model vyvinutý s cieľom splniť požiadavky elektrických vozidiel na dlhší dojazd a zlepšiť efektívne využitie priestoru batérie vozidla. V porovnaní s bežnou valcovou lítiovou batériou 18650 môže byť kapacita 21700 o viac ako 35% vyššia ako kapacita rovnakého materiálu.

Nový 21700 má štyri významné výhody:

(1) Kapacita batérie sa zvýši o 35 %. Vezmite si ako príklad batériu 21700 vyrobenú spoločnosťou Tesla. Po prechode z modelu 18650 na model 21700 môže kapacita batériových článkov dosiahnuť 3 až 4.8 Ah, čo predstavuje výrazný nárast o 35 %.

(2) Hustota energie batériového systému sa zvýši približne o 20 %. Podľa údajov zverejnených spoločnosťou Tesla bola hustota energie batériového systému 18650 používaného v prvých dňoch približne 250 Wh/kg. Neskôr bola hustota energie ním vyrábaného batériového systému 21700 približne 300 Wh/kg. Objemová hustota energie batérie 21700 bola vyššia ako u pôvodnej batérie 18650. Takmer 20 %.

(3) Očakáva sa, že náklady na systém klesnú približne o 9 %. Z analýzy informácií o cene batérie zverejnenej spoločnosťou Tesla vyplýva, že systém výkonových lítiových batérií batérie 21700 má cenu 170 USD/Wh a cena systému batérie 18650 je 185 USD/Wh. Po použití 21700 batérií na Model 3 sa náklady na samotný batériový systém môžu znížiť o približne 9 %.

(4) Očakáva sa, že hmotnosť systému klesne približne o 10 %. Celkový objem 21700 18650 je väčší ako 1 3. Keď sa kapacita monoméru zvyšuje, hustota energie monoméru je vyššia, takže počet monomérov batérie potrebných pri rovnakej energii možno znížiť asi o 21700/10, čo zníži náročnosť riadenie systému a zníženie počtu batérií. Množstvo kovových konštrukčných dielov a elektrického príslušenstva použitých v taške ďalej znižuje hmotnosť batérie. Po prechode Samsung SDI na novú sadu XNUMX batérií sa zistilo, že hmotnosť systému sa znížila o XNUMX% v porovnaní so súčasnou batériou.