Podrobna razlaga konceptov baterije 18650 in 21700 ter njihovih prednosti

S hitrim razvojem novih energetskih vozil v zadnjih letih so postale priljubljene tudi litijeve baterije. Akumulatorji so bili vedno pomembno področje novih energetskih vozil. Kdor obvlada električne baterije, bo obvladal nova energetska vozila. Med močnostnimi baterijami je nedvomno najbolj vpadljiva litij-ionska baterija.

Energijska gostota litij-ionskih baterij je zelo visoka, njena zmogljivost pa je 1.5 do 2-krat večja od nikelj-vodikovih baterij enake teže in ima zelo nizko stopnjo samopraznjenja. Poleg tega litij-ionske baterije skoraj nimajo “učinka spomina” in ne vsebujejo strupenih snovi. Zaradi teh prednosti litij-ionskih baterij se pogosto uporabljajo na področju novih energetskih vozil.

Dandanes so bolj razširjene cilindrične litij-ionske baterije 18650 in 21700 baterij.

18650 baterija:

Baterije 18650 so se prvotno nanašale na nikelj-metal-hidridne baterije in litij-ionske baterije. Ker se nikelj-metal hidridne baterije zdaj manj uporabljajo, se zdaj nanašajo na litij-ionske baterije. 18650 je začetnik litij-ionskih baterij – standardnega modela litij-ionske baterije, ki ga je SONY postavil na Japonskem, da bi prihranil stroške, kjer 18 pomeni premer 18 mm, 65 pomeni dolžino 65 mm, 0 pa cilindrično baterijo. Običajne baterije 18650 vključujejo ternarne litij-ionske baterije in litij-železove fosfatne baterije.

Ko že govorimo o baterijah 18650, je treba omeniti Teslo. Ko Tesla razvija baterije za električne avtomobile, je testiral številne vrste baterij, vendar se je na koncu osredotočil na 18650 baterij in uporabil 18650 baterij kot baterije za nove električne avtomobile. Tehnična pot. Lahko rečemo, da razlog, zakaj je Tesla sposoben imeti zmogljivost, ki ni slabša od tradicionalnih vozil na gorivo, poleg tehnologije elektromotorja koristi tudi Teslina napredna tehnologija baterij. Zakaj je torej Tesla izbral baterijo 18650 kot vir energije?

Prednost

Zrela tehnologija in visoka doslednost

Pred vstopom na področje novih energetskih vozil je bilo 18650 baterij široko uporabljenih v elektronskih izdelkih. So najzgodnejše, najbolj zrele in najbolj stabilne litij-ionske baterije. Po letih izkušenj so japonski proizvajalci nabrali 18650 baterij v potrošniških izdelkih. Napredna tehnologija se izjemno dobro uporablja na področju avtomobilskih akumulatorjev. Panasonic je eno največjih svetovnih podjetij za tehnologijo in obseg baterij. V primerjavi z drugimi proizvajalci ima najmanj napak na izdelku in večji obseg, poleg tega pa je enostavno izbrati baterije z dobro konsistenco.

Nasprotno pa druge baterije, kot so naložene litij-ionske baterije, še zdaleč niso dovolj zrele. Veliko izdelkov ni mogoče niti poenotiti po velikosti in velikosti, proizvodni procesi, ki jih imajo proizvajalci baterij, pa ne morejo izpolnjevati pogojev. Na splošno konsistenca baterije ne doseže ravni baterije 18650. Če skladnost baterije ne ustreza zahtevam, upravljanje velikega števila baterijskih nizov in vzporedno oblikovanih baterijskih paketov ne bo omogočilo boljšega predvajanja zmogljivosti vsake baterije, baterije 18650 pa lahko to težavo dobro rešijo.

Visoka varnostna zmogljivost

Litijeva baterija 18650 ima visoko varnostno zmogljivost, neeksplozivna, negorljiva; nestrupena, ne onesnažuje in je prestala certificiranje blagovne znamke RoHS; in ima dobro visoko temperaturno odpornost, učinkovitost praznjenja pa je 100% pri 65 stopinjah.

Baterija 18650 je običajno pakirana v jekleni ovoj. V ekstremnih situacijah, kot je trčenje avtomobila, lahko čim bolj zmanjša pojavnost varnostnih nesreč, varnost pa je višja. Poleg tega je velikost vsake baterijske celice 18650 majhna in energijo vsake celice je mogoče nadzorovati v manjšem območju. V primerjavi z uporabo baterijskih celic velike velikosti je mogoče zmanjšati vpliv okvare, tudi če odpove enota baterijskega paketa.

Visoka gostota energije

Zmogljivost litijeve baterije 18650 je običajno med 1200mah in 3600mah, medtem ko je splošna zmogljivost baterije le približno 800mah. Če je kombiniran v litijevi bateriji 18650, lahko litijeva baterija 18650 preseže 5000 mah. Njegova zmogljivost je 1.5 do 2-krat večja od nikelj-vodikove baterije enake teže in ima zelo nizko stopnjo samopraznjenja. Energijska gostota baterijske celice 18650 lahko trenutno doseže raven 250Wh/kg, kar ustreza zahtevam Teslinega velikega potovalnega dosega.

Nizki stroški in visoka učinkovitost delovanja

Litijeva baterija 18650 ima dolgo življenjsko dobo, življenjska doba cikla pa lahko pri normalni uporabi doseže več kot 500-krat, kar je več kot dvakrat več kot pri običajnih baterijah. Izdelek 18650 ima visoko stopnjo tehnološke zrelosti. Strukturna zasnova, proizvodna tehnologija in proizvodna oprema ter izpeljana tehnologija modula 18650 so zreli, kar zmanjšuje stroške delovanja in vzdrževanja.

Baterija 18650, ki se trenutno pogosto uporablja, ima dolgoletno zgodovino razvoja. Čeprav je tehnologija relativno zrela v primerjavi z drugimi vrstami baterij, se še vedno sooča s težavami, kot so visoka proizvodnja toplote, zapleteno združevanje in nezmožnost hitrega polnjenja. V tem kontekstu je nastalo 21700 cilindričnih ternarnih baterij.

4. januarja 2017 je Tesla napovedala začetek množične proizvodnje nove baterije 21700, ki sta jo skupaj razvila Tesla in Panasonic, in poudaril, da je to baterija z največjo energijsko gostoto in najnižjo ceno med baterijami, ki so trenutno na voljo za množično proizvodnjo.

21700 baterija:

Baterija 21700 je cilindrični model baterije, natančneje: 21-se nanaša na valjasto baterijo z zunanjim premerom 21 mm; 700-nanaša se na cilindrično baterijo z višino 70.0 mm.

To je nov model, razvit za izpolnjevanje zahtev električnih vozil za daljšo kilometrino vožnje in za izboljšanje učinkovite izrabe prostora akumulatorja vozila. V primerjavi z običajno cilindrično litijevo baterijo 18650 je lahko zmogljivost 21700 več kot 35 % večja od zmogljivosti istega materiala.

Novi 21700 ima štiri pomembne prednosti:

(1) Kapaciteta baterijske celice se poveča za 35%. Za primer vzemite baterijo 21700, ki jo je proizvedla Tesla. Po prehodu z modela 18650 na model 21700 lahko zmogljivost baterijske celice doseže 3 do 4.8 Ah, kar je znatno povečanje za 35 %.

(2) Energetska gostota baterijskega sistema se poveča za približno 20%. Po podatkih, ki jih je razkrila Tesla, je bila energijska gostota baterijskega sistema 18650, uporabljenega v prvih dneh, približno 250 Wh/kg. Pozneje je bila energijska gostota baterijskega sistema 21700, ki ga je proizvedel, približno 300 Wh/kg. Volumetrična energijska gostota baterije 21700 je bila višja od prvotne 18650. Skoraj 20%.

(3) Pričakuje se, da se bodo stroški sistema znižali za približno 9 %. Iz analize informacij o ceni baterije, ki jo je razkrila Tesla, je sistem močne litijeve baterije baterije 21700 po ceni 170 USD/Wh, cena baterijskega sistema 18650 pa 185 USD/Wh. Po uporabi 21700 baterij na modelu 3 se lahko stroški samo baterijskega sistema zmanjšajo za približno 9%.

(4) Pričakuje se, da se bo teža sistema zmanjšala za približno 10 %. Skupna prostornina 21700 je večja od 18650. Ko se zmogljivost monomera poveča, je energijska gostota monomera višja, zato se lahko število baterijskih monomerov, potrebnih za isto energijo, zmanjša za približno 1/3, kar bo zmanjšalo težave upravljanja sistema in zmanjšati število baterij. Število kovinskih konstrukcijskih delov in električnih dodatkov, uporabljenih v torbi, dodatno zmanjša težo baterije. Potem ko je Samsung SDI prešel na nov komplet baterij 21700, je bilo ugotovljeno, da se je teža sistema zmanjšala za 10 % v primerjavi s trenutno baterijo.