18650 liitiumaku viitab algselt NI-MH-le ja liitium-ioonakule.Nüüd esindab see enamasti liitiumioonakut, kuna NI-MH akut on kasutatud harvemini.

18650 on oma nime saanud selle lahtri suuruse järgi: läbimõõt on 18,6 mm, pikkus 65,2 mm ja kaal umbes 47 g.

LiFePO4(LFP) ja LiNiaCobMncO2(NCM) on kõige populaarsemad tüübid.Tesla on oma elektrisõidukile parima aku väljaselgitamiseks läbi viinud suurema hulga akuteste ja 18650 on võitja.Aastal 18650 sai akutehnoloogia arendamise aluseksTeslatootmisliinil sellest ajast peale.

Enne elektrisõidukite tööstuses kasutuselevõttu on 18650 pikka aega kasutatud elektroonikas, nagu sülearvutid ja kaamerad, mis teeb sellest kõige varasema ja stabiilseima liitiumaku tüübi.Pärast aastatepikkust arendustööd kasutavad tootjad sõidukiakude tehnilisi täiustusi, mis tulenevad olmeelektroonika toodetest.

Võrreldes teiste kehvemate akutüüpidega ühildub 18650 suurepäraselt erinevate rakendustega, millel on erinevad pinge-, voolu- ja suurusenõuded.

RoHS-i sertifikaadi alusel testiti 18650 mittetoksilist, tuleohtlikku, plahvatusohtlikku ja saastevaba.

Termiline stabiilsus kõrgel temperatuuril ületab ka teisi liitiumioonsüsteeme.See näeb 100% tühjenemist 65 ℃ juures.

Veelgi enam, akuelement on suletud terassilindris, mis võimaldab väiksemat suurust.Tänu väikesele kujule, mis sisaldab vähe energiat, mõjutab üksiku akuüksuse rike aku üldist jõudlust minimaalselt.

Neile välistingimustes elektrijalgrattafirmadele naguSuper73, on kõrgem ohutustase oluline, et aku oleks ebatasasel maastikul sõites põrutustele vastupidav.Teslaon aku valikul olnud ettevaatlik, kuna erinevate teeolude tõttu tekkiv osa akuelementide vahel võib põhjustada tõsiseid ohte, nagu plahvatus.

Ühe 18650 liitiumaku mahtuvus on 1200–3600 mAh, teistel aga umbes 800 mAh.See funktsioon võimaldab akukomplektil ületada 5000 mAh, kui need kokku panna.

Sama kaalu juures võib 18650 aku mahutavus olla 1,5-2 korda suurem NI-MH aku omast.Ka isetühjenemise määr on madal.

Tesla esitatud andmete kohaselt võib erienergia tase tõusta kuni 250 Wh/kg, et täita Tesla elektrisõidukite sõiduulatuse nõudeid.

18650 aku eluiga on tavaakudega võrreldes üsna pikk.Nõuetekohase hoolduse korral võib tsükli eluiga olla 1000–2000.Pärast aastatepikkust arendustööd on konstruktsioon, tootmistehnoloogia ja seadmed pädevad, võimaldades madalamaid kasutus- ja hoolduskulusid.

Oma silmapaistva jõudluse jaoks võib leida ka 18650 liitiumakuSuper73tootmisliinid, mis on USA populaarseim vanade elektrijalgrataste kaubamärk.

18650 liitiumaku on aga endiselt silmitsi mõningate puudustega, nagu kõrge isekuumenemine, keeruline rühmitamine ja aeglane laadimine, mis on täpne põhjus, miks Tesla teeb koostööd akuhiiglase Panasonicuga liitiumaku 21700 väljatöötamiseks.

Väidetavalt on see kõige kuluefektiivsem liitiumaku, millel on masstootmisliinidel suurim erienergia.

Läbimõõt 21mm, pikkus 70mm, kaal 68g.

Joonis 1 – võimsuse säilimise (vasakul) ja tsükli eluea (paremal) erinevus 18650 ja 21700 vahel

Üksiku raku võimsus suurenes võrra50%

Tesla toodetud 21700 liitiumaku võib jõuda 3–4,8 Ah elemendi kohta.

 

Täiendav 20% akusüsteemi erienergiast

Tesla andmetel on 18650 aku energiatihedus umbes 250 Wh/kg, samas kui 21700 aku energiatihedus võib ulatuda kuni 300 Wh/kg.

 

Säästke akusüsteemi maksumuselt 9%.

Tesla analüüsi kohaselt on akukomplekti maksumus vastavalt 21700 ja 18650 puhul umbes 170 $/Wh ja 185 $/Wh.Mudel 3 on akusüsteemi kulusid edukalt vähendanud 9%.

 

10% kaalult kergem

Kuigi 21700 aku on suurema üldmahuga, hoiab see ühes elemendis suuremat erienergiat, mis tähendab, et teatud energia jaoks vajalike üksikute elementide arv väheneb 33%.Samuti on erinevate rakenduste jaoks akukomplekti lihtsam hallata.Veelgi enam, kuna elemente on vaja vähem, aitab metall- ja elektroonikaosade puudumine akusüsteemil kaalust alla võtta.

Väidetavalt asendab Super73 lähitulevikus masstootmise jaoks tõenäoliselt 18650 mudeliga 21700, alustades enimmüüdud mudelistRX.

 

 

Akude tootmisliinide ja protsesside osas on palju ühist.Seega on võimalik muuta 18650 aku tootmist 21700 omaks, muutes endises tootmissüsteemis mõnda konfiguratsiooni.

 

 

Viide:

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