La batteria al litio 18650 si riferisce originariamente alla batteria NI-MH e agli ioni di litio.Ora rappresenta principalmente la batteria agli ioni di litio poiché la batteria NI-MH è stata utilizzata con una frequenza inferiore.

Il 18650 prende il nome dalle dimensioni della cella: 18,6 mm di diametro e 65,2 mm di lunghezza con un peso di circa 47 g.

LiFePO4(LFP) e LiNiaCobMncO2(NCM) sono i tipi più popolari.Tesla ha eseguito un numero maggiore di test sulle batterie per trovare la batteria migliore per il suo veicolo elettrico e la 18650 è la vincitrice.La 18650 divenne la base per lo sviluppo della tecnologia delle batterieTeslada allora la linea di produzione di.

Prima di essere adottata nel settore dei veicoli elettrici, la 18650 è stata a lungo utilizzata in dispositivi elettronici come laptop e fotocamere, il che la rende il tipo di batteria al litio più antico e più stabile.Dopo anni di sviluppo, i produttori sfruttano il miglioramento tecnico derivante dai prodotti elettronici di consumo sulle batterie dei veicoli.

Rispetto ad altre forme inferiori di batteria, la 18650 è altamente compatibile con varie applicazioni che hanno requisiti diversi di tensione, corrente e dimensioni.

Il 18650 è stato testato per essere non tossico, infiammabile, non esplosivo e privo di contaminazione, secondo la certificazione RoHS.

La stabilità termica alle alte temperature supera anche gli altri sistemi agli ioni di litio.Vede una velocità di scarico del 100% a 65 ℃.

Inoltre, la cella della batteria è sigillata in un cilindro d'acciaio, che consente la possibilità di dimensioni più ridotte.Grazie alla sua forma minuscola, che contiene una piccola quantità di energia, il guasto di una singola batteria ha un impatto minimo sulle prestazioni complessive della batteria.

A quelle aziende di biciclette elettriche da esterno comeSuper73, un livello di sicurezza più elevato è importante affinché la batteria resista agli urti durante la guida su terreni accidentati.Teslaè stato cauto nella scelta della batteria poiché la frazione tra le celle della batteria generata da diverse condizioni stradali può comportare gravi rischi come l'esplosione.

Una singola batteria al litio 18650 ha una capacità di 1200 mAh – 3600 mAh mentre altre hanno circa 800 mAh.Questa funzione consente alla batteria di superare i 5000 mAh se messe insieme.

A parità di peso, la capacità della batteria 18650 può essere 1,5-2 volte quella della batteria NI-MH.Anche il tasso di autoscarica è basso.

Secondo i dati forniti da Tesla, il livello di energia specifico può arrivare fino a 250 Wh/kg per soddisfare i requisiti di autonomia dei veicoli elettrici Tesla.

La batteria 18650 ha un'aspettativa abbastanza lunga rispetto alle batterie normali.La durata del ciclo può essere 1000-2000 con una corretta manutenzione.Dopo anni di sviluppo, la progettazione strutturale, la tecnologia di produzione e le attrezzature sono adeguate e consentono costi operativi e di manutenzione inferiori.

Per le sue prestazioni eccezionali si trova anche la batteria al litio 18650Super73's, il marchio di biciclette elettriche vintage più popolare negli Stati Uniti.

Tuttavia, la batteria al litio 18650 deve ancora affrontare alcuni inconvenienti come l’elevato autoriscaldamento, il raggruppamento complicato e la ricarica lenta, che sono il motivo esatto per cui Tesla ha collaborato con il colosso delle batterie Panasonic per sviluppare la batteria al litio 21700.

Si dice che sia la batteria al litio più economica e con l'energia specifica più elevata sulle linee di produzione di massa.

Diametro 21 mm, lunghezza 70 mm, peso 68 g.

Figura 1 – La differenza tra il mantenimento della capacità (a sinistra) e il ciclo di vita (a destra) tra il 18650 e il 21700

La capacità della singola cella è aumentata del50%

La batteria al litio 21700 prodotta da Tesla, può raggiungere 3-4,8 Ah per cella.

 

Ulteriore 20% dell'energia specifica del sistema batteria

Secondo i dati di Tesla, la batteria 18650 ha una densità energetica di circa 250Wh/kg mentre la 21700 può arrivare fino a 300Wh/kg.

 

Risparmio del 9% sul costo del sistema batteria

Dall'analisi di Tesla, il costo del set di batterie è di circa $ 170/Wh e $ 185/Wh rispettivamente per la 21700 e la 18650.Il Modello 3 è riuscito a ridurre del 9% i costi del sistema di batterie.

 

10% più leggero

Anche se la batteria 21700 ha dimensioni complessive maggiori, conserva una maggiore energia specifica in una singola cella, il che significa che il numero di singole celle necessarie per una determinata energia è ridotto del 33%.È anche più semplice gestire il set di batterie per diverse applicazioni.Inoltre, poiché sono necessarie meno celle, l’assenza di parti metalliche ed elettroniche aiuterà il sistema della batteria a perdere peso.

Si dice che nel prossimo futuro il Super73 sostituirà il 18650 con il 21700 per la produzione di massa, a partire dal modello più vendutoRX.

 

 

C’è molto in comune per quanto riguarda le linee di produzione e i processi di produzione delle batterie.Pertanto è possibile modificare la produzione della batteria 18650 in quella 21700 modificando alcune configurazioni nel precedente sistema di produzione.

 

 

Riferimento:

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