แบตเตอรี่ลิเธียม 18650 เดิมหมายถึงแบตเตอรี่ NI-MH และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนปัจจุบันส่วนใหญ่จะเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากมีการใช้แบตเตอรี่ NI-MH ในความถี่ที่น้อยกว่า

18650 ได้ชื่อมาจากขนาดเซลล์: เส้นผ่านศูนย์กลาง 18.6 มม. และยาว 65.2 มม. โดยมีน้ำหนักประมาณ 47 ก.

LiFePO4(LFP) และ LiNiaCobMncO2(NCM) เป็นประเภทที่ได้รับความนิยมมากที่สุดTesla ได้ทำการทดสอบแบตเตอรี่จำนวนมากขึ้นเพื่อค้นหาแบตเตอรี่ที่ดีที่สุดสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าของตน และ 18650 เป็นผู้ชนะ18650 กลายเป็นฐานของการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในเทสลาสายการผลิตของนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

ก่อนที่จะถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า 18650 ได้ถูกนำไปใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น แล็ปท็อป กล้องถ่ายรูป มายาวนาน ซึ่งทำให้เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมชนิดแรกสุดและเสถียรที่สุดหลังจากหลายปีของการพัฒนา ผู้ผลิตใช้การปรับปรุงทางเทคนิคที่ได้รับจากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคเกี่ยวกับแบตเตอรี่รถยนต์

เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่รูปแบบอื่นๆ ที่ด้อยกว่า 18650 เข้ากันได้สูงกับการใช้งานต่างๆ ที่มีข้อกำหนดด้านแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และขนาดที่แตกต่างกัน

18650 ได้รับการทดสอบว่าไม่เป็นพิษ ไวไฟ ไม่ระเบิด และไม่มีการปนเปื้อน ภายใต้การรับรอง RoHS

ความเสถียรทางความร้อนภายใต้อุณหภูมิสูงยังมีประสิทธิภาพเหนือกว่าระบบ Li-ion อื่นๆเห็นอัตราการคายประจุ 100% ที่อุณหภูมิ 65 ℃

นอกจากนี้ เซลล์แบตเตอรี่ยังถูกปิดผนึกไว้ในกระบอกเหล็ก ซึ่งช่วยให้มีขนาดเล็กลงได้ด้วยรูปทรงที่เล็กและมีพลังงานเพียงเล็กน้อย ความล้มเหลวของชุดแบตเตอรี่เดี่ยวจึงส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพโดยรวมของแบตเตอรี่น้อยที่สุด

สำหรับบริษัทจักรยานไฟฟ้ากลางแจ้งเหล่านั้นซุปเปอร์73ระดับความปลอดภัยที่สูงขึ้นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแบตเตอรี่ในการต้านทานการกระแทกเมื่อขับขี่บนพื้นที่ขรุขระเทสลาใช้ความระมัดระวังในการเลือกแบตเตอรี่เนื่องจากสัดส่วนระหว่างเซลล์แบตเตอรี่ที่เกิดจากสภาพถนนที่แตกต่างกันอาจส่งผลให้เกิดอันตรายร้ายแรง เช่น การระเบิด

แบตเตอรี่ลิเธียม 18650 หนึ่งก้อนมีความจุ 1200mAh – 3600mAh ในขณะที่แบตเตอรี่อื่นๆ มีความจุประมาณ 800mAhคุณสมบัตินี้ช่วยให้ชุดแบตเตอรี่มีความจุเกิน 5,000mAh หากรวมเข้าด้วยกัน

ด้วยน้ำหนักเดียวกัน ความจุของแบตเตอรี่ 18650 อาจเป็น 1.5-2 เท่าของแบตเตอรี่ NI-MHอัตราการคายประจุเองยังต่ำอีกด้วย

จากข้อมูลที่ให้ไว้จาก Tesla ระดับพลังงานจำเพาะสามารถสูงถึง 250Wh/kg เพื่อตอบสนองความต้องการด้านช่วงของรถยนต์ไฟฟ้าของ Tesla

แบตเตอรี่ 18650 มีอายุการใช้งานค่อนข้างนานเมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ทั่วไปอายุการใช้งานของวงจรสามารถอยู่ที่ 1,000-2,000 ภายใต้การบำรุงรักษาที่เหมาะสมหลังจากหลายปีของการพัฒนา การออกแบบโครงสร้าง เทคโนโลยีการผลิต และอุปกรณ์ก็มีความสามารถ ทำให้ต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษาลดลง

เพื่อประสิทธิภาพที่โดดเด่น แบตเตอรี่ลิเธียม 18650 ก็มีจำหน่ายเช่นกันซุปเปอร์73สายการผลิตของแบรนด์จักรยานไฟฟ้าวินเทจที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในสหรัฐอเมริกา

อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียม 18650 ยังคงเผชิญกับข้อเสียบางประการ เช่น การทำความร้อนในตัวเองสูง การจัดกลุ่มที่ซับซ้อน และการชาร์จที่ช้า ซึ่งเป็นเหตุผลที่แน่ชัดที่ Tesla ร่วมมือกับ Panasonic ยักษ์ใหญ่ด้านแบตเตอรี่เพื่อพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียม 21700

กล่าวกันว่าเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมที่คุ้มค่าที่สุดซึ่งมีพลังงานจำเพาะสูงสุดในสายการผลิตจำนวนมาก

เส้นผ่านศูนย์กลาง 21 มม. ยาว 70 มม. น้ำหนัก 68 กรัม

รูปที่ 1 – ความแตกต่างของการรักษาความจุ (ซ้าย) และอายุการใช้งานของวงจร (ขวา) ระหว่าง 18650 และ 21700

ความจุของเซลล์เดี่ยวเพิ่มขึ้นด้วย50%

แบตเตอรี่ลิเธียม 21700 ที่ผลิตโดย Tesla สามารถรองรับพลังงานได้ 3-4.8Ah ต่อเซลล์

 

เพิ่มพลังงานจำเพาะของระบบแบตเตอรี่อีก 20%

จากข้อมูลจาก Tesla แบตเตอรี่ 18650 มีความหนาแน่นของพลังงานประมาณ 250Wh/กก. ในขณะที่ 21700 สามารถรองรับพลังงานได้ถึง 300Wh/กก.

 

ประหยัด 9% ของต้นทุนระบบแบตเตอรี่

จากการวิเคราะห์ของ Tesla ราคาชุดแบตเตอรี่อยู่ที่ประมาณ 170 เหรียญสหรัฐฯ/Wh และ 185 เหรียญสหรัฐฯ/Wh สำหรับ 21700 และ 18650 ตามลำดับโมเดล 3 สามารถลดต้นทุนลง 9% ในระบบแบตเตอรี่ได้สำเร็จ

 

น้ำหนักเบาลง 10%

แม้ว่าแบตเตอรี่ 21700 จะมีขนาดโดยรวมที่ใหญ่กว่า แต่ก็กักเก็บพลังงานจำเพาะที่สูงกว่าในเซลล์เดียว ซึ่งหมายความว่าจำนวนเซลล์เดี่ยวที่จำเป็นสำหรับพลังงานบางอย่างจะลดลง 33%นอกจากนี้ยังง่ายต่อการจัดการชุดแบตเตอรี่สำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากจำเป็นต้องใช้เซลล์น้อยลง การไม่มีชิ้นส่วนโลหะและอิเล็กทรอนิกส์จะช่วยให้ระบบแบตเตอรี่ลดน้ำหนักได้

ว่ากันว่า Super73 มีแนวโน้มที่จะแทนที่ 18650 ด้วย 21700 สำหรับการผลิตจำนวนมากในอนาคตอันใกล้นี้โดยเริ่มจากรุ่นที่ขายดีที่สุดRX.

 

 

มีอะไรที่เหมือนกันหลายอย่างเมื่อพูดถึงสายการผลิตแบตเตอรี่และกระบวนการต่างๆดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะปรับเปลี่ยนการผลิตแบตเตอรี่ 18650 เป็น 21700 โดยการเปลี่ยนการกำหนดค่าบางอย่างในระบบการผลิตเดิม

 

 

อ้างอิง:

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