18650-Lithiumbatterie bezieht sich ursprünglich auf NI-MH- und Lithium-Ionen-Batterien.Heutzutage handelt es sich hauptsächlich um Lithium-Ionen-Akkus, da NI-MH-Akkus seltener verwendet werden.

Der 18650 hat seinen Namen von seiner Zellengröße: 18,6 mm Durchmesser und 65,2 mm Länge bei einem Gewicht von rund 47 g.

LiFePO4 (LFP) und LiNiaCobMncO2 (NCM) sind die beliebtesten Typen.Tesla hat eine größere Anzahl von Batterietests durchgeführt, um die beste Batterie für sein Elektrofahrzeug herauszufinden, und 18650 ist der Gewinner.Das Jahr 18650 wurde zur Grundlage der Entwicklung der BatterietechnologieTeslaist seitdem die Produktionslinie.

Bevor die 18650 in die Elektrofahrzeugindustrie eingeführt wurde, wurde sie lange Zeit in Elektronikgeräten wie Laptops und Kameras verwendet, was sie zum frühesten und stabilsten Lithiumbatterietyp macht.Nach jahrelanger Entwicklung nutzen die Hersteller den technischen Fortschritt, der durch Produkte der Unterhaltungselektronik entsteht, auch für Fahrzeugbatterien.

Im Vergleich zu anderen minderwertigen Batterieformen ist der 18650 in hohem Maße mit verschiedenen Anwendungen kompatibel, die unterschiedliche Spannungs-, Strom- und Größenanforderungen haben.

Der 18650 wurde im Rahmen der RoHS-Zertifizierung auf ungiftig, entflammbar, nicht explosiv und frei von Verunreinigungen getestet.

Auch die thermische Stabilität bei hohen Temperaturen übertrifft andere Li-Ionen-Systeme.Die Entladerate liegt bei 65℃ bei 100 %.

Darüber hinaus ist die Batteriezelle in einem Stahlzylinder versiegelt, was eine kleinere Größe ermöglicht.Dank seiner winzigen Form, die nur eine geringe Energiemenge enthält, hat der Ausfall einer einzelnen Batterieeinheit nur minimale Auswirkungen auf die Gesamtleistung der Batterie.

Für diejenigen, die Outdoor-Elektrofahrräder mögenSuper73Ein höheres Sicherheitsniveau ist wichtig, damit die Batterie beim Fahren in unebenem Gelände Stößen standhält.Teslawar bei der Batterieauswahl vorsichtig, da der Bruch zwischen Batteriezellen, der durch unterschiedliche Straßenbedingungen entsteht, zu ernsthaften Gefahren wie einer Explosion führen kann.

Eine einzelne 18650-Lithiumbatterie hat eine Kapazität von 1200 mAh – 3600 mAh, während andere etwa 800 mAh haben.Diese Funktion ermöglicht es dem Batteriesatz, zusammen eine Kapazität von über 5000 mAh zu erreichen.

Bei gleichem Gewicht kann die Kapazität eines 18650-Akkus das 1,5- bis 2-fache der Kapazität eines NI-MH-Akkus betragen.Auch die Selbstentladungsrate ist gering.

Nach Angaben von Tesla kann das spezifische Energieniveau bis zu 250 Wh/kg betragen, um die Reichweitenanforderung von Tesla-Elektrofahrzeugen zu erfüllen.

Die 18650-Batterie hat im Vergleich zu herkömmlichen Batterien eine relativ lange Lebensdauer.Bei ordnungsgemäßer Wartung kann die Lebensdauer 1000–2000 betragen.Nach Jahren der Entwicklung sind das strukturelle Design, die Fertigungstechnologie und die Ausrüstung kompetent und ermöglichen niedrigere Betriebs- und Wartungskosten.

Aufgrund seiner herausragenden Leistung ist auch der 18650-Lithium-Akku zu findenSuper73's Produktionslinien, die beliebteste Marke für Vintage-Elektrofahrräder in den USA.

Allerdings weist die 18650-Lithiumbatterie immer noch einige Nachteile auf, wie z. B. hohe Eigenerwärmung, komplizierte Gruppierung und langsames Laden, was genau der Grund dafür ist, dass Tesla bei der Entwicklung der 21700-Lithiumbatterie mit dem Batteriegiganten Panasonic zusammenarbeitet.

Sie gilt als die kostengünstigste Lithiumbatterie mit der höchsten spezifischen Energie auf Massenproduktionslinien.

Durchmesser 21 mm, Länge 70 mm, Gewicht 68 g.

Abbildung 1 – Der Unterschied der Kapazitätserhaltung (links) und der Zyklenlebensdauer (rechts) zwischen 18650 und 21700

Die Kapazität einer einzelnen Zelle erhöht sich um50 %

Die von Tesla hergestellte 21700-Lithiumbatterie kann 3–4,8 Ah pro Zelle erreichen.

 

Zusätzliche 20 % der spezifischen Energie des Batteriesystems

Laut Daten von Tesla hat die 18650-Batterie eine Energiedichte von etwa 250 Wh/kg, während die 21700-Batterie bis zu 300 Wh/kg erreichen kann.

 

9 % Einsparung bei den Kosten für das Batteriesystem

Laut Teslas Analyse liegen die Kosten für den Batteriesatz bei etwa 170 US-Dollar/Wh und 185 US-Dollar/Wh für den 21700 bzw. 18650.Beim Modell 3 konnten die Kosten für das Batteriesystem erfolgreich um 9 % gesenkt werden.

 

10 % leichteres Gewicht

Obwohl die 21700-Batterie über eine größere Gesamtgröße verfügt, speichert sie eine höhere spezifische Energie in einer einzelnen Zelle, was bedeutet, dass die Anzahl der einzelnen Zellen, die für eine bestimmte Energie benötigt werden, um 33 % reduziert wird.Außerdem ist es einfacher, den Batteriesatz für verschiedene Anwendungen zu verwalten.Da außerdem weniger Zellen benötigt werden, trägt das Fehlen von Metall- und Elektronikteilen dazu bei, dass das Batteriesystem Gewicht verliert.

Es wird gesagt, dass Super73 wahrscheinlich in naher Zukunft den 18650 durch den 21700 für die Massenproduktion ersetzen wird, beginnend mit dem BestsellermodellRX.

 

 

Bei den Batterieproduktionslinien und den Prozessen gibt es viele Gemeinsamkeiten.Daher ist es möglich, die Herstellung von 18650-Batterien auf 21700-Batterien umzustellen, indem einige Konfigurationen im früheren Produktionssystem geändert werden.

 

 

Referenz:

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