18650 리튬 배터리는 원래 NI-MH 및 리튬 이온 배터리를 나타냅니다.NI-MH 배터리는 더 적은 빈도로 사용되었기 때문에 이제는 대부분 리튬 이온 배터리를 나타냅니다.

18650은 셀 크기에서 이름을 따왔습니다. 직경 18.6mm, 길이 65.2mm, 무게 약 47g입니다.

LiFePO4(LFP) 및 LiNiaCobMncO2(NCM)이 가장 널리 사용되는 유형입니다.Tesla는 전기 자동차에 가장 적합한 배터리를 찾기 위해 더 많은 배터리 테스트를 수행했으며 18650이 승자입니다.18650은 배터리 기술 발전의 기반이 되었습니다.테슬라그 이후로 의 생산 라인.

18650은 전기차 산업에 채택되기 전 오랫동안 노트북, 카메라 등 전자제품에 사용되어 가장 초기이자 가장 안정적인 유형의 리튬 배터리입니다.수년간의 개발 끝에 제조업체는 소비자 가전 제품에서 얻은 기술 개선을 차량 배터리에 사용합니다.

다른 열등한 형태의 배터리와 비교하여 18650은 전압, 전류 및 크기 요구 사항이 다른 다양한 애플리케이션과의 호환성이 뛰어납니다.

18650은 RoHS 인증에 따라 무독성, 가연성, 비폭발성 및 오염 없음 테스트를 거쳤습니다.

고온에서의 열 안정성도 다른 리튬 이온 시스템보다 뛰어납니다.65℃에서 100% 방전율을 보입니다.

더욱이, 배터리 셀은 강철 실린더에 밀봉되어 있어 더 작은 크기가 가능합니다.적은 양의 에너지를 담고 있는 작은 모양 덕분에 단일 배터리 유닛의 고장은 전체 배터리 성능에 최소한의 영향을 미칩니다.

다음과 같은 야외 전기 자전거 회사에슈퍼73, 거친 지형을 주행할 때 배터리가 충격에 저항하려면 더 높은 안전 수준이 중요합니다.테슬라다양한 도로 상황에서 생성되는 배터리 셀 간의 비율이 폭발 등 심각한 위험을 초래할 수 있으므로 배터리 선택에 신중을 기했습니다.

단일 18650 리튬 배터리의 용량은 1200mAh – 3600mAh이고 다른 배터리의 용량은 약 800mAh입니다.이 기능을 사용하면 배터리 세트를 합치면 5000mAh 이상으로 확장할 수 있습니다.

동일한 무게에서 18650 배터리의 용량은 NI-MH 배터리의 1.5~2배입니다.자체 방전율도 낮습니다.

Tesla에서 제공한 데이터에 따르면 특정 에너지 수준은 Tesla 전기 자동차의 주행 거리 요구 사항을 충족하기 위해 최대 250Wh/kg까지 올라갈 수 있습니다.

18650 배터리는 일반 배터리에 비해 수명이 상당히 깁니다.주기 수명은 적절한 유지 관리 하에서 1000-2000일 수 있습니다.수년간의 개발 끝에 구조 설계, 제조 기술 및 장비가 유능해졌으며 운영 및 유지 관리 비용이 절감되었습니다.

뛰어난 성능을 자랑하는 18650 리튬 배터리는 다음에서도 찾아볼 수 있습니다.슈퍼73의 생산 라인은 미국에서 가장 인기 있는 빈티지 전기 자전거 브랜드입니다.

그러나 18650 리튬 배터리는 여전히 높은 자체 발열, 복잡한 그룹화 및 느린 충전과 같은 몇 가지 단점에 직면해 있습니다. 이것이 바로 Tesla가 배터리 거대 기업인 Panasonic과 협력하여 21700 리튬 배터리를 개발하는 정확한 이유입니다.

양산라인에서 가장 높은 비에너지를 자랑하는 가장 가성비 좋은 리튬전지라고 합니다.

직경 21mm, 길이 70mm, 무게 68g.

그림 1 - 18650과 21700의 용량 유지율(왼쪽)과 주기 수명(오른쪽)의 차이

단일 셀의 용량이 증가했습니다.50%

Tesla에서 제조한 21700 리튬 배터리는 셀당 3-4.8Ah에 도달할 수 있습니다.

 

배터리 시스템의 비에너지 20% 추가

Tesla의 데이터에 따르면 18650 배터리의 에너지 밀도는 약 250Wh/kg인 반면, 21700 배터리는 최대 300Wh/kg까지 올라갈 수 있습니다.

 

배터리 시스템 비용 9% 절감

Tesla의 분석에 따르면 배터리 세트 비용은 21700과 18650이 각각 약 $170/Wh, $185/Wh입니다.Model 3는 배터리 시스템 비용을 9% 절감하는 데 성공했습니다.

 

무게가 10% 가벼워졌습니다.

21700 배터리는 전체 크기가 더 크지만 단일 셀에서 더 높은 비에너지를 보유하므로 특정 에너지에 필요한 단일 셀 수가 33% 감소합니다.또한 다양한 애플리케이션에 맞게 배터리 세트를 관리하는 것이 더 쉽습니다.또한 필요한 셀 수가 적어 금속 및 전자 부품이 없기 때문에 배터리 시스템의 무게를 줄이는 데 도움이 됩니다.

Super73은 베스트 셀러 모델을 시작으로 단기간에 양산을 위해 18650을 21700으로 대체할 가능성이 높다고 합니다.RX.

 

 

배터리 생산라인과 공정에는 공통점이 많다.따라서 이전 생산 시스템의 일부 구성을 변경하여 18650 배터리 제조를 21700으로 수정하는 것이 가능합니다.

 

 

참조:

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