리튬 배터리는 전기 자동차 산업에서 좋은 평판을 얻고 있습니다.수년간의 개선 끝에 고유한 장점을 지닌 몇 가지 변형을 개발했습니다.
18650 리튬 배터리
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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.
18650의 장점
높은 일관성
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.
구조적으로 더 안전함
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.
우수한 에너지 밀도
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.
높은 가격 대비 성능 비율
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.
21700 리튬 배터리
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양산라인에서 가장 높은 비에너지를 자랑하는 가장 가성비 좋은 리튬전지라고 합니다.
치수
직경 21mm, 길이 70mm, 무게 68g.
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그림 1 - 18650과 21700의 용량 유지율(왼쪽)과 주기 수명(오른쪽)의 차이
18650과 비교한 신형 모델의 장점
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.
유사성
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
게시 시간: 2021년 9월 2일