18650 litíum rafhlaða vísar upphaflega til NI-MH og litíumjónarafhlöðu.Nú táknar það aðallega litíumjónarafhlöðu þar sem NI-MH rafhlaða hefur verið notuð í minni tíðni.

18650 dregur nafn sitt af frumustærð sinni: 18,6 mm í þvermál og 65,2 mm á lengd með þyngd um 47g.

LiFePO4(LFP) og LiNiaCobMncO2(NCM) eru vinsælustu tegundirnar.Tesla hefur framkvæmt fleiri rafhlöðuprófanir til að finna út bestu rafhlöðuna fyrir rafbíla sína og 18650 er sigurvegari.18650 varð grunnur rafhlöðutækniþróunar íTeslaframleiðslulína síðan.

Áður en hann var tekinn inn í rafbílaiðnaðinn hefur 18650 lengi verið notaður í rafeindatækni eins og fartölvur, myndavélar, sem gerir hann að elstu, stöðugustu gerð litíum rafhlöðu.Eftir margra ára þróun nota framleiðendur tæknilega umbætur sem græða á rafeindavörum neytenda á rafhlöðum ökutækja.

Í samanburði við aðrar óæðri gerðir rafhlöðu er 18650 mjög samhæft við ýmis forrit sem hafa mismunandi kröfur um spennu, straum og stærð.

18650 var prófað til að vera eitrað, eldfimt, ekki sprengifimt og laust við mengun, samkvæmt vottun RoHS.

Hitastöðugleiki við háan hita er einnig betri en önnur Li-ion kerfi.Það sér 100% losunarhraða við 65 ℃.

Ennfremur er rafhlöðusalan innsigluð í stálhólk, sem gerir möguleika á smærri stærð.Þökk sé pínulítilli lögun sinni, sem inniheldur lítið magn af orku, hefur bilun í einni rafhlöðueiningu lágmarksáhrif á heildarafköst rafhlöðunnar.

Til þeirra úti rafmagns reiðhjól fyrirtæki eins ogSuper73, hærra öryggisstig er mikilvægt fyrir rafhlöðuna til að standast áfall þegar hjólað er á grófu landslagi.Teslahefur verið varkár við val á rafhlöðum þar sem hlutfallið milli rafhlöðufrumna sem myndast við mismunandi aðstæður á vegum getur valdið alvarlegum hættum eins og sprengingu.

Ein 18650 litíum rafhlaða hefur rýmd upp á 1200mAh - 3600mAh á meðan aðrar eru með um 800mAh.Þessi eiginleiki gerir rafhlöðusettinu kleift að fara yfir 5000mAh ef þau eru sett saman.

Við sömu þyngd getur getu 18650 rafhlöðunnar verið 1,5-2 sinnum meiri en í NI-MH rafhlöðu.Sjálflosunarhraði er einnig lágt.

Samkvæmt gögnum frá Tesla getur tiltekið orkustig farið allt að 250Wh/kg til að uppfylla drægiþörf Tesla rafbíla.

18650 rafhlaðan hefur frekar langa von í samanburði við venjulegar rafhlöður.Líftími hringrásarinnar getur verið 1000-2000 undir réttu viðhaldi.Eftir margra ára þróun er burðarvirkishönnun, framleiðslutækni og búnaður hæfur, sem gerir lægri rekstrar- og viðhaldskostnað.

Fyrir framúrskarandi frammistöðu er 18650 litíum rafhlaðan einnig að finna íSuper73framleiðslulínur, vinsælasta vintage rafhjólamerki Bandaríkjanna.

Hins vegar stendur 18650 litíum rafhlaðan enn frammi fyrir nokkrum göllum eins og mikilli sjálfhitun, flókinni flokkun og hægri hleðslu, sem eru nákvæmlega ástæðan fyrir því að Tesla er í samstarfi við rafhlöðurisann Panasonic um að þróa 21700 litíum rafhlöðuna.

Sagt er að hún sé hagkvæmasta litíum rafhlaðan sem hefur hæstu sértæku orkuna á fjöldaframleiðslulínum.

Þvermál 21mm, Lengd 70mm, Þyngd 68g.

Mynd 1 – Munurinn á getu varðveislu (vinstri) og hringrásarlífi (hægri) á milli 18650 og 21700

Afkastageta einfrumu jókst um50%

21700 litíum rafhlaðan, framleidd af Tesla, getur náð 3-4,8Ah á frumu.

 

20% til viðbótar af sérstakri orku rafhlöðukerfisins

Samkvæmt upplýsingum frá Tesla hefur 18650 rafhlaðan orkuþéttleika upp á um 250Wh/kg á meðan 21700 getur farið upp í 300Wh/kg.

 

Sparnaður 9% á kostnaði við rafhlöðukerfi

Frá greiningu Tesla er kostnaður við rafhlöðusett um það bil $170/Wh og $185/Wh fyrir 21700 og 18650 í sömu röð.Model 3 hefur tekist að draga úr kostnaði um 9% á rafhlöðukerfi.

 

10% léttari í þyngd

Jafnvel þó að 21700 rafhlaðan hafi stærri heildarstærð, heldur hún meiri sértækri orku í stakri frumu, sem þýðir að fjöldi stakra frumna sem þarf fyrir ákveðna orku minnkar um 33%.Það er líka auðveldara að stjórna rafhlöðusettinu fyrir mismunandi forrit.Þar að auki, þar sem minna þarf frumur, mun skortur á málm- og rafeindahlutum hjálpa rafhlöðukerfinu að léttast.

Sagt er að Super73 muni líklega skipta út 18650 fyrir 21700 fyrir fjöldaframleiðslu á stuttum tíma og byrja með mest seldu gerðinniRX.

 

 

Það er margt sameiginlegt þegar kemur að rafhlöðuframleiðslulínum og ferlunum.Þannig að það er hægt að breyta framleiðslu á 18650 rafhlöðu í 21700 með því að breyta sumum stillingum í fyrra framleiðslukerfinu.

 

 

Tilvísun:

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