Amb el ràpid desenvolupament de vehicles de nova energia en els darrers anys, les bateries d'ions de liti també s'han popularitzat. Les bateries de liti de potència sempre han estat un camp important dels vehicles d'energia nova, i qui domina les bateries de liti de potència dominarà els vehicles d'energia nova. Entre les bateries de liti de potència, la més atractiva és la de ions de liti.
La densitat d'energia de la bateria d'ions de liti és molt alta, la seva capacitat és d'1,5 ~ 2 vegades la de la bateria NiMH amb el mateix pes i té una taxa d'autodescàrrega molt baixa. A més, les bateries d'ions de liti gairebé no tenen efecte de memòria ni substàncies tòxiques. Aquests avantatges de les bateries d'ions de liti les fan molt utilitzades en el camp dels vehicles de nova energia.
Les bateries cilíndriques d'ió de liti àmpliament utilitzades actualment inclouen 18650 bateries i 21700 bateries.
Bateria 18650:
Les bateries de 18650 originalment es referien a bateries de níquel-hidrogen i bateries d'ions de liti, però com que ara les bateries de níquel-hidrogen s'utilitzen menys, ara es refereixen més a bateries d'ions de liti. 18650 és un model estàndard de bateries d'ions de liti establert per l'empresa japonesa SONY, l'avantpassat de les bateries d'ions de liti, per tal d'estalviar costos. Entre ells, 18 representa un diàmetre de 18 mm, 65 representa una longitud de 65 mm i 0 representa una bateria cilíndrica. Les bateries 18650 habituals inclouen les bateries ternàries d'ions de liti i les de fosfat de ferro de liti.
Quan es tracta de bateries 18650, cal esmentar Tesla. Durant el desenvolupament de bateries de vehicles elèctrics, Tesla va provar molts tipus de bateries, però finalment es va centrar en les bateries 18650, utilitzant 18650 cèl·lules com a ruta tècnica per a les bateries de vehicles elèctrics de nova energia. Es pot dir que el motiu pel qual Tesla té el mateix rendiment que els vehicles de combustible tradicionals no només es deu a la seva tecnologia de motor elèctric, sinó també gràcies a la tecnologia avançada de bateries de Tesla. Aleshores, per què Tesla va triar les bateries 18650 com a font d'alimentació?
Procés madur i coherent
Abans d'entrar al camp dels vehicles d'energia nova, la bateria 18650 s'havia utilitzat àmpliament en productes electrònics, per la qual cosa era la bateria d'ió de liti més antiga, madura i més estable. Després d'anys d'acumulació d'experiència rellevant, els fabricants japonesos han aplicat la tecnologia avançada acumulada per la bateria 18650 en productes de consum al camp de les bateries d'automòbil. Panasonic és una de les empreses més grans del món en tecnologia i escala de bateries. En comparació amb altres fabricants, té menys defectes de producte i una escala més gran, cosa que facilita l'elecció de bateries amb bona consistència.
En canvi, altres bateries, com les bateries d'ió de liti apilades, estan lluny de ser prou madures i molts productes no es poden unificar en termes de mida i els processos de producció dels fabricants de bateries no poden complir les condicions. En general, la consistència de les bateries no pot arribar al nivell de 18650 bateries. Si la consistència de les bateries no pot complir els requisits, la gestió dels paquets de bateries formats per un gran nombre de bateries en sèrie o en paral·lel no permetrà que cada bateria funcioni millor, i la cèl·lula de la bateria 18650 pot resoldre eficaçment aquest problema.
Alt rendiment de seguretat
Les bateries d'ions de liti 18650 tenen un alt rendiment de seguretat, no exploten ni cremen; No tòxic, lliure de contaminació, marca registrada certificada RoHS; I té una bona resistència a alta temperatura, amb una eficiència de descàrrega del 100 per cent per sota dels 65 graus C.
Les bateries 18650 generalment s'envasen en carcassa d'acer, cosa que pot minimitzar l'ocurrència d'accidents de seguretat i millorar la seguretat en situacions extremes com ara col·lisions de cotxes. A més, la mida de cada cel·la de la bateria del 18650 és petita, cosa que permet controlar l'energia de cada cel·la dins d'un rang reduït. En comparació amb l'ús de cèl·lules de bateries de gran mida, fins i tot si falla una cel·la de la bateria, l'impacte de la fallada es pot reduir.
La capacitat de les bateries d'ions de liti 18650 és generalment entre 1200 mAh i 3600 mAh, mentre que la capacitat general de la bateria només és d'uns 800 mAh. Si es combina en una bateria d'ió de liti 18650, la bateria d'ió de liti 18650 pot superar els 5000 mAh. La seva capacitat és d'1,5 a 2 vegades la de la bateria de níquel-hidrogen amb el mateix pes, i té una taxa d'autodescàrrega molt baixa. La densitat d'energia de la cèl·lula de la bateria 18650 pot assolir actualment el nivell de 250 Wh/kg, complint els requisits d'alt rang de Tesla.
Baix cost i alta rendibilitat
La vida útil de les bateries d'ions de liti 18650 és molt llarga, amb una vida útil de més de 500 vegades durant l'ús normal, que és més del doble que la de les bateries normals. El producte 18650 té un alt nivell de maduresa tecnològica, incloent el disseny estructural, la tecnologia de fabricació, l'equip de fabricació i la tecnologia del mòdul 18650 derivada, tots els quals han reduït els seus costos d'operació i manteniment.
La bateria 18650, que actualment s'utilitza àmpliament, té una història de desenvolupament de molts anys. Tot i que la seva tecnologia és relativament madura en comparació amb altres tipus de bateries, encara s'enfronta a problemes com la producció de calor elevada, l'agrupació complexa i la impossibilitat d'aconseguir una càrrega ràpida. En aquest context, van sorgir 21700 bateries ternàries cilíndriques.
21700 bateries:
La bateria 21700 és el model de bateria cilíndrica, referint-se específicament a: 21 fa referència al diàmetre exterior de la bateria cilíndrica de 21 mm; 700 es refereix a una bateria cilíndrica amb una alçada de 70,0 mm.
Aquest és un nou model desenvolupat per satisfer els requisits dels vehicles elèctrics per a un abast més llarg i millorar l'ús efectiu de l'espai de la bateria del vehicle. En comparació amb la bateria cilíndrica d'ió de liti 18650 comuna, la capacitat de 21700 es pot augmentar en més d'un 35 per cent utilitzant el mateix material.
El nou 21700 té quatre avantatges importants:
(1) Augment del 35% de la capacitat de la bateria individual. Prenent com a exemple la bateria 21700 produïda per Tesla, després de canviar del model 18650 al model 21700, la capacitat de la bateria única de la bateria pot arribar a 3-4. 8Ah, augmentant significativament un 35 per cent.
(2) La densitat d'energia del sistema de bateries ha augmentat aproximadament un 20 per cent. Segons les dades divulgades per Tesla, la densitat d'energia del sistema de bateries 18650 utilitzat en la fase inicial era d'uns 250 Wh/kg. Més tard, la densitat d'energia del sistema de bateria 21700 produït per Tesla era d'uns 300 Wh/kg, i la densitat d'energia de volum de la bateria 21700 era gairebé un 20 per cent més alta que la 18650 original.
(3) S'espera que el cost del sistema disminueixi al voltant d'un 9 per cent. Segons l'anàlisi de la informació sobre el preu de la bateria revelada per Tesla, el sistema de bateria d'ió de liti potència per a bateries 21700 té un preu de 170 dòlars / Wh, mentre que el sistema de bateria 18650 té un preu de 185 $ / Wh. Després d'utilitzar 21700 bateries al Model 3, només el cost del sistema de bateries es pot reduir aproximadament un 9 per cent.
(4) S'espera que el pes del sistema disminueixi aproximadament un 10 per cent. El volum total de 21700 és superior a 18650. A mesura que augmenta la capacitat de les cèl·lules individuals, augmenta la densitat d'energia de les cèl·lules. Per tant, el nombre de cèl·lules de la bateria necessàries amb la mateixa energia es pot reduir en aproximadament 1/3. Això no només redueix la dificultat de la gestió del sistema, sinó que també redueix el nombre de components estructurals metàl·lics i accessoris elèctrics utilitzats al paquet de bateries, reduint encara més el pes de la bateria. Després que Samsung SDI canviés a un nou conjunt de 21700 bateries, es va trobar que el sistema va reduir el seu pes en un 10 per cent en comparació amb la bateria actual.
S'ha mantingut l'alta fiabilitat i el rendiment estable de la bateria 18650, i el rendiment de la bateria 21700 ha millorat significativament en comparació amb el 18650 en tots els aspectes. A més, en comparació amb altres models de bateria, 21700 és similar a la bateria 18650 més madura pel que fa a la selecció de matèries primeres, procés de fabricació i procés tècnic. Per tant, la majoria de les línies de producció de 18650 i 21700 són compatibles, i algunes empreses són més estables en fer-ho escrivint articles a la línia de producció i apropant-la a la compatibilitat de 21700 i 18650.
La recerca d'una alta energia específica per a bateries de liti s'ha convertit en una tendència irreversible i moltes empreses de bateries estan centrant la seva atenció en la disposició de les bateries 21700. Algunes empreses importen les seves línies de producció de l'estranger, però les munten ells mateixos, de manera que poden invertir menys costos per aconseguir la conversió de 18650 a 21700.