18650 pil ve 21700 pil konseptlerinin detaylı anlatımı ve avantajları

Son yıllarda yeni enerji araçlarının hızla gelişmesiyle birlikte lityum piller de popüler hale geldi. Güç pilleri her zaman yeni enerji araçlarının önemli bir alanı olmuştur. Güç pillerinde ustalaşan kişi, yeni enerji araçlarında ustalaşacaktır. Güç pilleri arasında en dikkat çekeni kuşkusuz lityum iyon pil.

Lityum iyon pillerin enerji yoğunluğu çok yüksektir ve kapasitesi aynı ağırlıktaki nikel-hidrojen pillerin 1.5 ila 2 katıdır ve kendi kendine deşarj oranı çok düşüktür. Ayrıca lityum iyon pillerin neredeyse hiç “hafıza etkisi” yoktur ve toksik maddeler içermezler. Lityum iyon pillerin bu avantajları, yeni enerji araçları alanında yaygın olarak kullanılmasını sağlar.

Günümüzde daha yaygın olarak kullanılan silindirik lityum iyon piller 18650 pil ve 21700 pildir.

18650 pil:

18650 piller orijinal olarak nikel-metal hidrit piller ve lityum-iyon pillere atıfta bulunur. Nikel metal hidrit piller artık daha az kullanıldığından, artık lityum iyon pillere atıfta bulunuyorlar. 18650, maliyetlerden tasarruf etmek için Japonya’da SONY tarafından belirlenen standart bir lityum iyon pil modeli olan lityum iyon pillerin yaratıcısıdır; burada 18, 18 mm çap, 65, 65 mm uzunluk ve 0 silindirik pil anlamına gelir. Ortak 18650 piller, üçlü lityum iyon pilleri ve lityum demir fosfat pilleri içerir.

18650 pillerden bahsetmişken Tesla’dan bahsetmek gerekiyor. Tesla, elektrikli araba bataryaları geliştirirken birçok batarya türünü test etmiş ancak sonuçta 18650 bataryalara odaklanmış ve yeni enerji elektrikli araba bataryaları olarak 18650 bataryaları kullanmıştır. Teknik rota. Tesla’nın elektrik motoru teknolojisinin yanı sıra geleneksel yakıtlı araçlardan aşağı olmayan bir performansa sahip olabilmesinin nedeninin Tesla’nın gelişmiş pil teknolojisinden de yararlandığı söylenebilir. Peki Tesla neden güç kaynağı olarak 18650 pili seçti?

avantaj

Olgun teknoloji ve yüksek tutarlılık

Yeni enerji araçları alanına girmeden önce elektronik ürünlerde 18650 piller yaygın olarak kullanılmıştır. Bunlar en eski, en olgun ve en kararlı lityum iyon pillerdir. Japon üreticiler, yılların deneyiminden sonra tüketici ürünlerinde 18650 pil biriktirdi. Araç aküleri alanında ileri teknoloji son derece iyi uygulanmaktadır. Panasonic, dünyanın en büyük pil teknolojisi ve ölçek şirketlerinden biridir. Diğer üreticilerle karşılaştırıldığında, en az ürün kusuruna ve daha büyük ölçeğe sahiptir ve ayrıca iyi tutarlılığa sahip pilleri seçmek kolaydır.

Buna karşılık, istiflenmiş lityum iyon piller gibi diğer piller yeterince olgun olmaktan uzaktır. Pek çok ürün, boyut ve ebat olarak bile birleştirilemiyor ve pil üreticilerinin sahip olduğu üretim süreçleri şartları karşılayamıyor. Genel olarak pilin kıvamı 18650 pil seviyesine ulaşmıyor. Pilin tutarlılığı gereksinimleri karşılayamazsa, çok sayıda pil dizisinin ve paralel olarak oluşturulmuş pil takımlarının yönetimi, her pilin performansının daha iyi çalınmasına izin vermeyecek ve 18650 piller bu sorunu iyi çözebilir.

Yüksek güvenlik performansı

18650 lityum pil, yüksek güvenlik performansına sahiptir, patlayıcı değildir, yanmaz; toksik olmayan, kirletici olmayan ve RoHS ticari marka sertifikasını geçmiştir; ve iyi bir yüksek sıcaklık direncine sahiptir ve deşarj verimliliği 100 derecede %65’dür.

18650 pil genellikle çelik bir kabuk içinde paketlenir. Araba çarpması gibi ekstrem durumlarda, güvenlik kazalarının oluşumunu mümkün olduğunca azaltabilir ve güvenlik daha yüksektir. Ek olarak, 18650’nin her pil hücresinin boyutu küçüktür ve her hücrenin enerjisi daha küçük bir aralıkta kontrol edilebilir. Büyük boyutlu pil hücrelerinin kullanımıyla karşılaştırıldığında, pil paketinin bir birimi arızalansa bile, arızanın etkisi azaltılabilir.

Yüksek enerji yoğunluğu

18650 lityum pilin kapasitesi genellikle 1200 mah ile 3600 mah arasındadır, genel pil kapasitesi ise sadece 800 mah civarındadır. 18650 lityum pil takımı ile birleştirilirse, 18650 lityum pil takımı 5000 mah’yi aşabilir. Kapasitesi, aynı ağırlıktaki bir nikel-hidrojen pilin kapasitesinin 1.5 ila 2 katıdır ve kendi kendine deşarj oranı çok düşüktür. 18650 pil hücresinin enerji yoğunluğu, şu anda Tesla’nın yüksek seyir menzilinin gereksinimlerini karşılayan 250Wh/kg seviyesine ulaşabiliyor.

Düşük maliyet ve yüksek maliyet performansı

18650 lityum pilin uzun bir servis ömrü vardır ve çevrim ömrü normal kullanımda 500 kattan fazlaya ulaşabilir, bu da sıradan pillerin iki katından fazladır. 18650 ürünü yüksek derecede teknolojik olgunluğa sahiptir. Yapısal tasarım, üretim teknolojisi ve üretim ekipmanının yanı sıra türetilmiş 18650 modül teknolojisinin tümü, işletme ve bakım maliyetlerini azaltan olgunlaşmıştır.

Şu anda yaygın olarak kullanılan 18650 pil, uzun yıllara dayanan bir gelişim geçmişine sahiptir. Teknoloji, diğer pil türlerine kıyasla nispeten olgun olmasına rağmen, yine de yüksek ısı üretimi, karmaşık gruplama ve hızlı şarjın sağlanamaması gibi sorunlarla karşı karşıya. Bu kapsamda 21700 silindirik üçlü pil ortaya çıktı.

4 Ocak 2017’de Tesla, Tesla ve Panasonic’in ortaklaşa geliştirdiği yeni 21700 pilin seri üretimine başladığını duyurdu ve bunun şu anda seri üretime uygun piller arasında en yüksek enerji yoğunluğuna ve en düşük maliyete sahip pil olduğunu vurguladı.

21700 pil:

Pil 21700, özellikle silindirik bir pil modelidir: 21-dış çapı 21 mm olan silindirik pili ifade eder; 700 – 70.0 mm yüksekliğindeki silindirik pili ifade eder.

Bu, daha uzun sürüş kilometresi için elektrikli araçların gereksinimlerini karşılamak ve araç akü alanının etkin kullanımını iyileştirmek için geliştirilmiş yeni bir modeldir. Ortak 18650 silindirik lityum pil ile karşılaştırıldığında, 21700’ün kapasitesi aynı malzemeden %35 daha yüksek olabilir.

Yeni 21700’ün dört önemli avantajı var:

(1) Pil hücresi kapasitesi %35 oranında artırılır. Örnek olarak Tesla tarafından üretilen 21700 pili alın. 18650 modelinden 21700 modeline geçtikten sonra, pil hücresi kapasitesi %3’lik önemli bir artışla 4.8 ila 35 Ah’ye ulaşabilir.

(2) Batarya sisteminin enerji yoğunluğu yaklaşık %20 oranında artırılır. Tesla tarafından açıklanan verilere göre ilk zamanlarda kullanılan 18650 pil sisteminin enerji yoğunluğu 250Wh/kg civarındaydı. Daha sonra ürettiği 21700 pil sisteminin enerji yoğunluğu yaklaşık 300Wh/kg idi. 21700 pilin hacimsel enerji yoğunluğu, orijinal 18650’den daha yüksekti. Yaklaşık %20.

(3) Sistemin maliyetinin yaklaşık %9 oranında düşmesi bekleniyor. Tesla tarafından açıklanan pil fiyat bilgilerinin analizine göre, 21700 pilin güç lityum pil sistemi 170$/Wh, 18650 pil sisteminin fiyatı ise 185$/Wh. Model 21700’te 3 pil kullanıldıktan sonra tek başına pil sisteminin maliyeti yaklaşık %9 oranında azaltılabilir.

(4) Sistemin ağırlığının yaklaşık %10 oranında düşmesi bekleniyor. 21700’ün toplam hacmi 18650’den fazladır. Monomer kapasitesi arttıkça monomerin enerji yoğunluğu daha yüksektir, bu nedenle aynı enerji altında gereken pil monomerlerinin sayısı yaklaşık 1/3 oranında azaltılabilir, bu da zorluğu azaltacaktır. sistem yönetimi ve pil sayısını azaltın. Çantada kullanılan metal yapı parçalarının ve elektrikli aksesuarların sayısı pilin ağırlığını daha da azaltır. Samsung SDI yeni bir 21700 pil setine geçtikten sonra sistemin ağırlığının mevcut bataryaya göre %10 oranında azaldığı tespit edildi.