A bateria de lítio 18650 refere-se originalmente a baterias NI-MH e de íons de lítio.Agora representa principalmente bateria de íon de lítio, já que a bateria NI-MH tem sido usada em menos frequência.

O 18650 recebe esse nome devido ao tamanho da célula: 18,6 mm de diâmetro e 65,2 mm de comprimento e pesando cerca de 47g.

LiFePO4(LFP) e LiNiaCobMncO2(NCM) são os tipos mais populares.A Tesla realizou um maior número de testes de bateria para descobrir a melhor bateria para o seu veículo elétrico e a 18650 é a vencedora.O 18650 tornou-se a base do desenvolvimento da tecnologia de baterias emTeslalinha de produção desde então.

Antes de ser adotado na indústria de veículos elétricos, o 18650 tem sido usado há muito tempo em eletrônicos como laptops e câmeras, o que o torna o tipo mais antigo e mais estável de bateria de lítio.Após anos de desenvolvimento, os fabricantes aproveitam o aprimoramento técnico que ganham com os produtos eletrônicos de consumo nas baterias dos veículos.

Em comparação com outras formas inferiores de bateria, a 18650 é altamente compatível com várias aplicações que possuem diferentes requisitos de tensão, corrente e tamanho.

O 18650 foi testado para ser atóxico, inflamável, não explosivo e livre de contaminação, sob a certificação RoHS.

A estabilidade térmica sob altas temperaturas também supera outros sistemas de íons de lítio.Ele vê uma taxa de descarga de 100% a 65 ℃.

Além disso, a célula da bateria é selada em um cilindro de aço, o que permite a possibilidade de um tamanho menor.Graças ao seu formato minúsculo, contendo uma pequena quantidade de energia, a falha de uma única unidade de bateria causa um impacto mínimo no desempenho geral da bateria.

Para aquelas empresas de bicicletas elétricas ao ar livre comoSuper73, um nível de segurança mais alto é importante para que a bateria resista a choques ao andar em terrenos acidentados.Teslatem sido cautelosa na seleção da bateria, pois a fração entre as células da bateria gerada por diferentes condições da estrada pode resultar em perigos graves, como explosão.

Uma única bateria de lítio 18650 tem capacitância de 1200mAh – 3600mAh enquanto outras têm cerca de 800mAh.Este recurso permite que o conjunto de baterias ultrapasse 5000mAh se forem colocados juntos.

Com o mesmo peso, a capacidade da bateria 18650 pode ser 1,5-2 vezes maior que a da bateria NI-MH.A taxa de autodescarga também é baixa.

De acordo com dados fornecidos pela Tesla, o nível de energia específico pode chegar a 250Wh/kg para atender aos requisitos de autonomia dos veículos elétricos da Tesla.

A bateria 18650 tem uma expectativa bastante longa em comparação com as baterias normais.O ciclo de vida pode ser de 1.000 a 2.000 sob manutenção adequada.Após anos de desenvolvimento, o projeto estrutural, a tecnologia de fabricação e os equipamentos são competentes, permitindo menor custo de operação e manutenção.

Por seu excelente desempenho, a bateria de lítio 18650 também pode ser encontrada emSuper73linhas de produção da, a marca de bicicletas elétricas vintage mais popular nos EUA.

No entanto, a bateria de lítio 18650 ainda enfrenta algumas desvantagens, como alto autoaquecimento, agrupamento complicado e carregamento lento, que são a razão exata pela qual a Tesla colaborou com a gigante das baterias Panasonic para desenvolver a bateria de lítio 21700.

Diz-se que é a bateria de lítio mais econômica e com a energia específica mais alta em linhas de produção em massa.

Diâmetro 21mm, Comprimento 70mm, Peso 68g.

Figura 1 – A diferença entre a retenção de capacidade (esquerda) e o ciclo de vida (direita) entre 18650 e 21700

A capacidade da célula única aumentou em50%

A bateria de lítio 21700 fabricada pela Tesla pode atingir 3-4,8Ah por célula.

 

Adicional de 20% de energia específica do sistema de bateria

Segundo dados da Tesla, a bateria 18650 tem densidade de energia em torno de 250Wh/kg enquanto a 21700 pode ir até 300Wh/kg.

 

Economizando 9% no custo do sistema de bateria

Pela análise da Tesla, o custo do conjunto de baterias é de aproximadamente US$ 170/Wh e US$ 185/Wh para o 21700 e o 18650, respectivamente.O Modelo 3 reduziu com sucesso o custo do sistema de bateria em 9%.

 

10% mais leve

Embora a bateria 21700 tenha um tamanho geral maior, ela retém maior energia específica em célula única, o que significa que o número de células individuais necessárias para determinada energia é reduzido em 33%.Também é mais fácil gerenciar o conjunto de baterias para diferentes aplicações.Além disso, como são necessárias menos células, a ausência de peças metálicas e eletrônicas ajudará o sistema de bateria a perder peso.

Diz-se que o Super73 provavelmente substituirá o 18650 pelo 21700 para produção em massa em um futuro curto, começando com o modelo mais vendidoRX.

 

 

Há muito em comum quando se trata de linhas de produção de baterias e processos.Portanto, é possível modificar a fabricação da bateria 18.650 para a 21.700, alterando algumas das configurações do antigo sistema de produção.

 

 

Referência:

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