La batterie au lithium 18650 fait à l’origine référence aux batteries NI-MH et Lithium-ion.Désormais, il s'agit principalement d'une batterie lithium-ion puisque la batterie NI-MH a été utilisée à une fréquence moindre.

Le 18650 tire son nom de la taille de ses cellules : 18,6 mm de diamètre et 65,2 mm de longueur pour un poids d'environ 47 g.

LiFePO4(LFP) et LiNiaCobMncO2(NCM) sont les types les plus populaires.Tesla a effectué un plus grand nombre de tests de batteries afin de déterminer la meilleure batterie pour son véhicule électrique et la 18650 est la gagnante.Le 18650 est devenu la base du développement de la technologie des batteries enTesladepuis lors.

Avant d'être adopté dans l'industrie des véhicules électriques, le 18650 a longtemps été utilisé dans l'électronique comme les ordinateurs portables et les appareils photo, ce qui en fait le type de batterie au lithium le plus ancien et le plus stable.Après des années de développement, les fabricants utilisent les améliorations techniques apportées par les produits électroniques grand public sur les batteries des véhicules.

Comparé à d'autres formes de batterie inférieures, le 18650 est hautement compatible avec diverses applications qui ont des exigences différentes en matière de tension, de courant et de taille.

Le 18650 a été testé pour être non toxique, inflammable, non explosif et exempt de contamination, sous la certification RoHS.

La stabilité thermique à haute température surpasse également celle des autres systèmes Li-ion.Il voit un taux de décharge de 100 % à 65 ℃.

De plus, la cellule de la batterie est scellée dans un cylindre en acier, ce qui permet une taille plus petite.Grâce à sa forme minuscule, contenant une petite quantité d’énergie, la panne d’une seule batterie a un impact minimal sur les performances globales de la batterie.

À ces entreprises de vélos électriques d'extérieur commeSuper73, un niveau de sécurité plus élevé est important pour que la batterie résiste aux chocs lors de la conduite sur un terrain accidenté.Teslaa été prudent dans la sélection des batteries, car la fraction entre les cellules de batterie générée par différentes conditions routières peut entraîner de graves dangers comme une explosion.

Une seule batterie au lithium 18650 a une capacité de 1 200 mAh à 3 600 mAh, tandis que d’autres ont environ 800 mAh.Cette fonctionnalité permet à l’ensemble de batteries d’aller au-delà de 5 000 mAh s’ils sont assemblés.

Pour le même poids, la capacité de la batterie 18650 peut être 1,5 à 2 fois supérieure à celle d'une batterie NI-MH.Le taux d'autodécharge est également faible.

Selon les données fournies par Tesla, le niveau d'énergie spécifique peut atteindre 250 Wh/kg pour répondre aux exigences d'autonomie des véhicules électriques Tesla.

La batterie 18650 a une espérance de vie assez longue par rapport aux batteries classiques.La durée de vie peut être de 1 000 à 2 000 avec un entretien approprié.Après des années de développement, la conception structurelle, la technologie de fabrication et l'équipement sont compétents, permettant ainsi de réduire les coûts d'exploitation et de maintenance.

Pour ses performances exceptionnelles, l'accu lithium 18650 se retrouve également dansSuper73Les lignes de production de, la marque de vélos électriques vintage la plus populaire aux États-Unis.

Cependant, la batterie au lithium 18650 est toujours confrontée à certains inconvénients, tels qu'un auto-échauffement élevé, un regroupement compliqué et une charge lente, qui sont exactement la raison pour laquelle Tesla collabore avec le géant des batteries Panasonic pour développer la batterie au lithium 21700.

On dit qu’il s’agit de la batterie au lithium la plus rentable, dotée de l’énergie spécifique la plus élevée sur les lignes de production de masse.

Diamètre 21 mm, longueur 70 mm, poids 68 g.

Figure 1 – La différence de rétention de capacité (à gauche) et de durée de vie (à droite) entre le 18650 et le 21700

La capacité d'une seule cellule a augmenté de50%

La batterie au lithium 21700 fabriquée par Tesla peut atteindre 3 à 4,8 Ah par cellule.

 

20 % supplémentaires de l'énergie spécifique du système de batterie

Selon les données de Tesla, la batterie 18650 a une densité énergétique d'environ 250Wh/kg tandis que la 21700 peut aller jusqu'à 300Wh/kg.

 

Économiser 9 % sur le coût du système de batterie

D'après l'analyse de Tesla, le coût du jeu de batteries est d'environ 170 $/Wh et 185 $/Wh pour le 21700 et le 18650 respectivement.Le modèle 3 a réussi à réduire son coût de 9 % sur le système de batterie.

 

10 % plus léger

Même si la batterie 21700 a une taille globale plus grande, elle contient une énergie spécifique plus élevée dans une seule cellule, ce qui signifie que le nombre de cellules individuelles nécessaires pour certaines énergies est réduit de 33 %.Il est également plus facile de gérer le jeu de batteries pour différentes applications.De plus, comme moins de cellules sont nécessaires, l’absence de pièces métalliques et électroniques aidera le système de batterie à perdre du poids.

On dit que le Super73 remplacera probablement le 18650 par le 21700 pour la production de masse dans un avenir proche, en commençant par le modèle le plus vendu.RX.

 

 

Il y a beaucoup de points communs en ce qui concerne les lignes et les processus de production de batteries.Il est donc possible de modifier la fabrication des batteries 18650 en batteries 21700 en modifiant certaines configurations de l'ancien système de production.

 

 

Référence:

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