18650 litiumbatteri avser ursprungligen NI-MH och litiumjonbatteri.Nu representerar det mestadels litiumjonbatteri eftersom NI-MH-batteri har använts i en mindre frekvens.

18650 har fått sitt namn från sin cellstorlek: 18,6 mm i diameter och 65,2 mm i längd med en vikt på cirka 47 g.

LiFePO4(LFP) och LiNiaCobMncO2(NCM) är de mest populära typerna.Tesla har utfört ett större antal batteritester för att ta reda på det bästa batteriet för sitt elfordon och 18650 är vinnaren.18650 blev basen för utveckling av batteriteknologi iTeslas produktionslinje sedan dess.

Innan den antogs i elfordonsindustrin har 18650 länge använts i elektronik som bärbara datorer, kameror, vilket gör den till den tidigaste, mest stabila typen av litiumbatteri.Efter år av utveckling använder tillverkarna den tekniska förbättring som vinner på konsumentelektronikprodukter på fordonsbatterier.

Jämfört med andra sämre batteriformer är 18650 mycket kompatibel med olika applikationer som har olika spännings-, ström- och storlekskrav.

18650 testades för att vara ogiftig, brandfarlig, icke-explosiv och fri från kontaminering, under certifieringen av RoHS.

Termisk stabilitet under höga temperaturer överträffar även andra Li-ion-system.Den ser 100 % urladdningshastighet vid 65 ℃.

Dessutom är battericellen förseglad i en stålcylinder, vilket möjliggör mindre storlek.Tack vare sin lilla form, som innehåller en liten mängd energi, ger ett fel på en enda batterienhet minimal påverkan på batteriets totala prestanda.

Till de utomhus elcykel företag somSuper73, högre säkerhetsnivå är viktig för att batteriet ska motstå chocker när du åker i ojämn terräng.Teslahar varit försiktig med batterival eftersom andelen mellan battericeller som genereras av olika vägförhållanden kan resultera i allvarliga faror som explosion.

Ett enda 18650 litiumbatteri har en kapacitans på 1200mAh – 3600mAh medan andra har cirka 800mAh.Denna funktion gör det möjligt för batteriuppsättningen att gå över 5000mAh om de sätts ihop.

Vid samma vikt kan kapaciteten för 18650-batterier vara 1,5-2 gånger den i NI-MH-batterier.Självurladdningshastigheten är också låg.

Enligt data från Tesla kan den specifika energinivån gå så högt som 250Wh/kg för att möta räckviddskravet för Teslas elfordon.

18650-batteriet har ganska lång förväntad livslängd jämfört med vanliga batterier.Cykelns livslängd kan vara 1000-2000 under korrekt underhåll.Efter år av utveckling är den strukturella designen, tillverkningstekniken och utrustningen kompetent, vilket ger lägre kostnader för drift och underhåll.

För sin enastående prestanda kan 18650 litiumbatteriet också hittas iSuper73s produktionslinjer, det mest populära märket för vintage elcyklar i USA.

Men 18650 litiumbatteriet står fortfarande inför vissa nackdelar som hög självuppvärmning, komplicerad gruppering och långsam laddning, vilket är den exakta anledningen till att Tesla samarbetar med batterijätten Panasonic för att utveckla 21700 litiumbatteriet.

Det sägs vara det mest kostnadseffektiva litiumbatteriet som har den högsta specifika energin på massproduktionslinjer.

Diameter 21mm, Längd 70mm, Vikt 68g.

Figur 1 – Skillnaden mellan kapacitetsretention (vänster) och cykellivslängd (höger) mellan 18650 och 21700

Kapaciteten hos en cell ökade med50 %

21700 litiumbatteriet tillverkat av Tesla, kan nå 3-4,8Ah per cell.

 

Ytterligare 20 % av batterisystemets specifika energi

Enligt data från Tesla har 18650-batteriet en energitäthet på runt 250Wh/kg medan 21700 kan gå upp till 300Wh/kg.

 

Sparar 9 % på kostnaden för batterisystemet

Enligt Teslas analys är kostnaden för batteriuppsättningen cirka $170/Wh och $185/Wh för 21700 respektive 18650.Model 3 har framgångsrikt sänkt sina kostnader med 9 % på batterisystemet.

 

10 % lättare i vikt

Även om 21700-batteriet har större totalstorlek, håller det högre specifik energi i en cell, vilket innebär att antalet enstaka celler som behövs för viss energi minskas med 33 %.Det är också lättare att hantera batteriuppsättningen för olika applikationer.Dessutom, eftersom färre celler behövs, kommer frånvaron av metall- och elektronikdelar att hjälpa batterisystemet att gå ner i vikt.

Det sägs att Super73 sannolikt kommer att ersätta 18650 med 21700 för massproduktion inom en kort framtid, med början med den bästsäljande modellenRX.

 

 

Det finns mycket gemensamt när det kommer till batteriproduktionslinjer och processerna.Så det är möjligt att modifiera tillverkningen av 18650-batteriet till 21700-talet genom att ändra några av konfigurationerna i det tidigare produktionssystemet.

 

 

Referens:

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