סוללת ליתיום 18650 מתייחסת במקור לסוללת NI-MH ו-Litium-ion.כעת היא מייצגת בעיקר סוללת ליתיום-יון מאז נעשה שימוש בסוללת NI-MH בתדירות נמוכה יותר.

ה-18650 מקבל את שמו מגודל התא שלו: 18.6 מ"מ קוטר ו-65.2 מ"מ אורך עם משקל סביב 47 גרם.

LiFePO4(LFP) ו-LiNiaCobMncO2(NCM) הם הסוגים הפופולריים ביותר.טסלה ביצעה מספר גדול יותר של בדיקות מצבר על מנת לגלות את המצבר הטוב ביותר עבור הרכב החשמלי שלה ו-18650 הוא המנצח.ה-18650 הפך לבסיס של פיתוח טכנולוגיית הסוללה בטסלהקו הייצור של מאז ועד היום.

לפני שאומץ לתעשיית הרכב החשמלי, ה-18650 שימש כבר זמן רב במוצרי אלקטרוניקה כמו מחשבים ניידים, מצלמות, מה שהופך אותו לסוג המוקדם והיציב ביותר של סוללת ליתיום.לאחר שנים של פיתוח, היצרנים משתמשים בשיפור הטכני שמרוויח ממוצרי צריכה אלקטרוניים על מצברי רכב.

בהשוואה לצורות נחותות אחרות של סוללה, ה-18650 תואם מאוד ליישומים שונים שיש להם דרישות מתח, זרם וגודל שונות.

ה-18650 נבדק כלא רעיל, דליק, לא נפיץ וללא זיהום, תחת הסמכה של RoHS.

יציבות תרמית בטמפרטורה גבוהה גם גוברת על מערכות Li-ion אחרות.הוא רואה קצב פריקה של 100% ב-65℃.

יתרה מכך, תא הסוללה אטום בגליל פלדה, המאפשר אפשרות לגודל קטן יותר.הודות לצורתו הזעירה, המכילה כמות קטנה של אנרגיה, הכשל של יחידת סוללה בודדת יוצר השפעה מינימלית על ביצועי הסוללה הכוללים.

לאלו שחברת אופניים חשמליים בחוץ כמוסופר73, רמת בטיחות גבוהה יותר חשובה כדי שהסוללה תעמוד בהלם בעת רכיבה על שטח קשה.טסלההיה זהיר בבחירת הסוללה שכן השבר בין תאי הסוללה שנוצר מתנאי דרך שונים עלול לגרום לסכנות חמורות כמו פיצוץ.

לסוללת ליתיום אחת 18650 יש קיבול של 1200mAh - 3600mAh בעוד שלאחרות יש כ-800mAh.תכונה זו מאפשרת לסט הסוללה לעבור מעבר ל-5000mAh אם הם מחוברים יחד.

באותו משקל, הקיבולת של סוללת 18650 יכולה להיות פי 1.5-2 מזו שבסוללת NI-MH.גם קצב הפריקה העצמית נמוך.

על פי נתונים שסופקו מטסלה, רמת האנרגיה הספציפית יכולה להגיע ל-250Wh/kg כדי לעמוד בדרישת הטווח של רכבים חשמליים של טסלה.

לסוללת 18650 יש תוחלת ארוכה למדי בהשוואה לסוללות רגילות.חיי המחזור יכולים להיות 1000-2000 תחת תחזוקה נאותה.לאחר שנים של פיתוח, התכנון המבני, טכנולוגיית הייצור והציוד מוכשרים, ומאפשרים עלות נמוכה יותר של תפעול ותחזוקה.

עבור הביצועים המדהימים שלה, ניתן למצוא גם את סוללת הליתיום 18650סופר73קווי הייצור של מותג האופניים החשמליים הפופולריים ביותר בארה"ב.

עם זאת, סוללת הליתיום 18650 עדיין מתמודדת עם כמה חסרונות כמו חימום עצמי גבוה, קיבוץ מסובך וטעינה איטית, שהם הסיבה המדויקת שטסלה משתפת פעולה עם ענקית הסוללות Panasonic כדי לפתח את סוללת הליתיום 21700.

אומרים שזו סוללת הליתיום החסכונית ביותר בעלת האנרגיה הספציפית הגבוהה ביותר בקווי ייצור המוני.

קוטר 21 מ"מ, אורך 70 מ"מ, משקל 68 גרם.

איור 1 - ההבדל בין שימור הקיבולת (שמאל) וחיי המחזור (ימין) בין 18650 ל-21700

הקיבולת של תא בודד גדלה ב50%

סוללת הליתיום 21700 מתוצרת טסלה, יכולה להגיע ל-3-4.8Ah לתא.

 

20% נוספים מהאנרגיה הספציפית של מערכת הסוללה

על פי נתונים של טסלה, לסוללת 18650 יש צפיפות אנרגיה של כ-250Wh/kg בעוד ש-21700 יכולה להגיע ל-300Wh/kg.

 

חיסכון של 9% בעלות מערכת הסוללה

מהניתוח של טסלה, עלות ערכת הסוללה היא כ-$170/Wh ו-$185/Wh עבור 21700 ו-18650 בהתאמה.דגם 3 הפחית בהצלחה את העלות שלו ב-9% על מערכת הסוללה.

 

10% קל יותר במשקל

למרות שלסוללת 21700 יש גודל כולל גדול יותר, היא מחזיקה באנרגיה ספציפית גבוהה יותר בתא בודד, מה שאומר שמספר התאים הבודדים הדרושים לאנרגיה מסוימת מצטמצם ב-33%.זה גם קל יותר לנהל את ערכת הסוללות עבור יישומים שונים.יתרה מכך, מכיוון שפחות תאים צריכים, היעדר חלקי המתכת והאלקטרוניקה יעזור למערכת הסוללות לרדת במשקל.

אומרים ש-Super73 עשוי להחליף את ה-18650 ב-21700 לייצור המוני בעתיד הקצר, החל מהדגם הנמכר ביותר.RX.

 

 

יש הרבה מהמשותף בכל הנוגע לקווי ייצור סוללות ולתהליכים.אז אפשר לשנות את הייצור של סוללת 18650 ל-21700 על ידי שינוי חלק מהקונפיגורציות במערכת הייצור לשעבר.

 

 

התייחסות:

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