تشير بطارية الليثيوم 18650 في الأصل إلى بطارية NI-MH وبطارية ليثيوم أيون.وهي الآن تمثل في الغالب بطارية ليثيوم أيون حيث تم استخدام بطارية NI-MH بتردد أقل.

حصل الطراز 18650 على اسمه من حجم خليته: قطر 18.6 ملم وطول 65.2 ملم ووزن حوالي 47 جرامًا.

LiFePO4 (LFP) وLiNiaCobMncO2 (NCM) هي الأنواع الأكثر شعبية.أجرت شركة Tesla عددًا أكبر من اختبارات البطارية من أجل اكتشاف أفضل بطارية لسيارتها الكهربائية، وكانت 18650 هي الفائزة.أصبح عام 18650 قاعدة لتطوير تكنولوجيا البطاريات فيتسلاخط الإنتاج منذ ذلك الحين.

قبل اعتمادها في صناعة السيارات الكهربائية، تم استخدام 18650 منذ فترة طويلة في الأجهزة الإلكترونية مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات، مما يجعلها أقدم أنواع بطاريات الليثيوم وأكثرها استقرارًا.بعد سنوات من التطوير، يستخدم المصنعون التحسين الفني الذي يكتسبه من المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية على بطاريات المركبات.

بالمقارنة مع الأشكال الأخرى من البطاريات الرديئة، فإن 18650 متوافق بشكل كبير مع التطبيقات المختلفة التي لها متطلبات مختلفة للجهد والتيار والحجم.

تم اختبار 18650 ليكون غير سام، وقابل للاشتعال، وغير متفجر، وخالي من التلوث، بموجب شهادة RoHS.

يتفوق الاستقرار الحراري تحت درجة الحرارة المرتفعة أيضًا على أنظمة Li-ion الأخرى.ترى معدل تفريغ 100% عند 65 درجة مئوية.

علاوة على ذلك، فإن خلية البطارية محكمة الغلق في أسطوانة فولاذية، مما يسمح بإمكانية الحصول على حجم أصغر.بفضل شكلها الصغير، الذي يحتوي على كمية صغيرة من الطاقة، فإن فشل وحدة البطارية المفردة يؤدي إلى الحد الأدنى من التأثير على الأداء العام للبطارية.

لتلك الشركة الدراجة الكهربائية في الهواء الطلق مثلسوبر73يعد مستوى الأمان الأعلى مهمًا للبطارية لمقاومة الصدمات عند الركوب على الأراضي الوعرة.تسلالقد كنت حذرًا بشأن اختيار البطارية نظرًا لأن الجزء الموجود بين خلايا البطارية الناتج عن ظروف الطريق المختلفة يمكن أن يؤدي إلى مخاطر جسيمة مثل الانفجار.

تبلغ سعة بطارية الليثيوم 18650 الواحدة 1200 مللي أمبير – 3600 مللي أمبير بينما تبلغ سعة البطاريات الأخرى حوالي 800 مللي أمبير.تتيح هذه الميزة لمجموعة البطارية أن تتجاوز 5000 مللي أمبير في الساعة إذا تم تجميعها معًا.

في نفس الوزن، يمكن أن تكون سعة بطارية 18650 1.5-2 مرات من تلك الموجودة في بطارية NI-MH.معدل التفريغ الذاتي منخفض أيضًا.

وفقًا للبيانات المقدمة من تسلا، يمكن أن يصل مستوى الطاقة المحدد إلى 250 وات/كجم لتلبية متطلبات المدى لمركبات تسلا الكهربائية.

تتمتع بطارية 18650 بعمر افتراضي طويل إلى حد ما مقارنة بالبطاريات العادية.يمكن أن تكون دورة الحياة 1000-2000 تحت الصيانة المناسبة.بعد سنوات من التطوير، أصبح التصميم الهيكلي وتكنولوجيا التصنيع والمعدات مؤهلة، مما يسمح بتكلفة أقل للتشغيل والصيانة.

لأدائها المتميز، يمكن أيضًا العثور على بطارية الليثيوم 18650 فيسوبر73خطوط إنتاج، العلامة التجارية الأكثر شهرة للدراجات الكهربائية القديمة في الولايات المتحدة.

ومع ذلك، لا تزال بطارية الليثيوم 18650 تواجه بعض العيوب مثل التسخين الذاتي العالي والتجميع المعقد والشحن البطيء، وهذا هو السبب الدقيق وراء تعاون تسلا مع شركة البطاريات العملاقة باناسونيك لتطوير بطارية الليثيوم 21700.

يُقال إنها بطارية الليثيوم الأكثر فعالية من حيث التكلفة والتي تتمتع بأعلى طاقة محددة في خطوط الإنتاج الضخم.

القطر 21 ملم، الطول 70 ملم، الوزن 68 جرام.

الشكل 1 - الفرق بين الاحتفاظ بالقدرة (يسار) ودورة الحياة (يمين) بين 18650 و21700

زادت قدرة الخلية الواحدة بنسبة50%

يمكن لبطارية الليثيوم 21700 التي تصنعها شركة Tesla أن تصل إلى 3-4.8Ah لكل خلية.

 

20% إضافية من الطاقة النوعية لنظام البطارية

وفقًا لبيانات Tesla، تتمتع بطارية 18650 بكثافة طاقة تبلغ حوالي 250 وات/كجم بينما يمكن أن تصل كثافة 21700 إلى 300 وات/كجم.

 

توفير 9% من تكلفة نظام البطارية

من تحليل Tesla، تبلغ تكلفة مجموعة البطاريات حوالي 170 دولارًا/وات في الساعة و185 دولارًا/وات في الساعة لطرازي 21700 و18650 على التوالي.نجح الطراز 3 في خفض تكلفته بنسبة 9% على نظام البطارية.

 

أخف وزنًا بنسبة 10%

على الرغم من أن بطارية 21700 ذات حجم إجمالي أكبر، إلا أنها تحتوي على طاقة محددة أعلى في خلية واحدة، مما يعني أن عدد الخلايا المفردة اللازمة لطاقة معينة انخفض بنسبة 33%.من الأسهل أيضًا إدارة مجموعة البطارية لتطبيقات مختلفة.علاوة على ذلك، ومع انخفاض الحاجة إلى الخلايا، فإن غياب الأجزاء المعدنية والإلكترونية سيساعد نظام البطارية على فقدان الوزن.

ويقال أنه من المرجح أن تحل Super73 محل 18650 مع 21700 للإنتاج الضخم في المستقبل القريب، بدءًا من الطراز الأكثر مبيعًاRX.

 

 

هناك الكثير من القواسم المشتركة عندما يتعلق الأمر بخطوط إنتاج البطاريات والعمليات.لذلك من الممكن تعديل تصنيع بطارية 18650 إلى 21700 من خلال تغيير بعض التكوينات في نظام الإنتاج السابق.

 

 

مرجع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775320309186