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18650锂电池和大单体锂电池对比,18650锂电池的优缺点分析

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1、18650锂电池和大单体锂电池对比:「收藏」18650锂电池的优缺点分析,与21700锂电池的崛起

对于用18650电芯做为新能源电动汽车电池的技术路线,大家可能首先把目光转向特斯拉(Tesla)。特斯拉在进行电动汽车电池开发时,测试了很多种类的电池,最后把目标锁定在18650电池,那么18650电芯的优缺点是什么?

首先对18650圆柱形锂离子电芯做简要介绍:18650是指电池的外形规格,是SONY公司当年为了节省成本而定下的一种标准电池型号,其中18表示直径为18mm、65表示长度为65mm,0表示为圆柱形。18650电池原指镍氢电池和锂离子电池,由于镍氢电池现在用得较少,所以现在多指锂离子电池。18650锂离子电池单节标称电压一般为 3.6V 或 3.7V;最小放电终止电压一般为2.5~2.75V。常见容量为1200~3300mAh。

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1、关于一致性

18650电池是最成熟、最稳定的锂离子电池,广泛应用在电子产品中。多年来,日本厂商在18650电池的生产工艺上积累了大量的经验,使得产出的18650电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。

相比之下,层叠式锂离子电池远远没有成熟。常见的有方形电池、软包电池,甚至连尺寸、大小、极耳位置等都不统一。电池厂商所具备的生产工艺也不能满足条件,大多数以人为控制为主,电池的一致性达不到18650电池的水准。如果电池的一致性达不到要求,大量电池串、并联形成的电池组的管理也将不能让每个电池的性能更好地发挥,而18650电芯可以解决这一问题。

总结来说,18650电池的单体容量小,所需的单体数量会很多(Model S 有7104只),但是一致性很好;层叠式电池的容量可以做得较大(20Ah~60Ah),单体数量可以降低,但是一致性差。相比之下,现阶段很难投入大量的人力物力与电池供应商一起去改善层叠式电池的生产工艺。因此,在研发Roadster和Model S的时候,Tesla的唯一选择是从市场上去购买电池,自行开发电池系统。开发一套管理6000多节单体一致性很好的电池系统与开发一套200多节一致性很差的电池系统,相比之下,前者的技术难度应该更低一些。即使单体电池数目增多,但是如果这些电池的性能是可靠的,管理起来还是容易一些。微信公众号:深圳LED商会

对比另一款比较成功的纯电动汽车,日产的LEAF,它采用的是层叠式锂离子电池。这是因为日产与NEC合作多年,电池技术方面的积累很深厚,在品质控制方面有相当的功力。LEAF的电池来自AESC--日产与NEC的合资公司。

2、关于散热能力

层叠式电池的厚度薄、表面大,均热、散热能力都不错,因此日产LEAF很大胆地采用了被动式热管理系统(其实就是不管理),由空气的自然对流将热量带走。LEAF从单体,到四节单体电池两并两串组成的电池模块,再到由48个电池模块串联组成的电池组上没有任何风扇、冷却液管道等热管理系统。

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反过来看特斯拉,18650电池的个头比较小,在正常充放电时单体电池内部的温差也不会太大。但是,6000多个单体电池的温差也应当保持在不超过5℃的范围内,这是一件非常困难的事情。但特斯拉做到了,怎么做到的?特斯拉的电池管理系统(BMS)相比其他电动汽车有哪些优势?

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如上图,这些管道是冷却液的流道,流道均匀分布在电池模组中间,能让每只电芯能很好地跟水管接触,这样每只电芯在冷却时带走的热量也几乎一样,温差也就可以有效地控制在很小的范围内。

总结来说,由于采用了小容量的18650电池,特斯拉的热管理系统的复杂度是大大增加了。也就是说,如果仅从散热能力方面考虑,使用小容量的18650电池不是最优选择。

3、关于能量密度

谈到能量密度,我们需要先区分单体电池的能量密度与电池组的能量密度。

就单体电池的能量密度来看,18650电池要高于层叠式锂离子电池。日产LEAF所用的33Ah锂离子电池的能量密度是157Wh/kg、GM Volt所用的层叠式电池的能量密度约为150Wh/kg,而Roadster所用的18650电池的能量密度约为211Wh/kg。

但是,18650电池的管理系统更加复杂,由此额外增加的重量会使得电池组的能量密度远低于单体的能量密度。Roadster的电池组重量是450kg,能量密度是118Wh/kg,而LEAF电池组的重量是225kg,能量密度是107Wh/kg。在电池组方面,两者的能量密度不相上下。

4、21700电池随之诞生

目前应用比较广泛的18650电池已有多年的发展历史,相对其他类型电池技术虽然较成熟,但依然面临着产热高、成组复杂、无法实现快充等问题。在这样的背景下,21700圆柱三元电池应运而生。2017年1月,特斯拉与松下联合研发的新型21700电池开始量产,并强调这是目前可量产电池中能量密度最高且成本最低的电池。微信公众号:深圳LED商会

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电池21700是圆柱型电池的型号,21指圆柱电池的外径为21mm;70指圆柱电池的长度为70mm。21700是为了适应电动汽车对更长续行里程的要求,为提高车辆电池空间有效利用率,而开发出的新型号。同种材料,21700相比常见的18650圆柱锂电池,容量可以高35%以上。

21700四大优势:

1、电池单体容量提升35%。以特斯拉生产的21700电池为例,从18650型号切换至21700型号后,电池单体电池容量可以达到3~4.8Ah,大幅提升35%。

2、电池系统能量密度提升约20%。特斯拉发布的数据来看,早期使用的18650电池系统能量密度约250Wh/kg,后来其生产的21700电池系统能量密度在300Wh/kg左右,21700电池的体积能量密度比原有的18650高出近20%。

3、系统的成本预计下降9%左右。从特斯拉发布的电池价格信息分析,21700电池的动力锂电池系统售价为170美元/Wh,而18650电池系统的售价为185美元/Wh。在Model3上使用21700电池后,仅电池系统成本就可以下降约9%。

4、系统的重量预计下降10%左右。21700整体体积大于18650,随着单体容量提升后,单体能量密度更高,所以同等能量下所需电池单体的数量可减少约1/3,在降低系统管理难度的同时也将减少电池包采用的金属结构件及电气配件的数量,这进一步降低了电池的重量。三星SDI改用一套新型21700电池之后,发现系统相比目前的电池减少10%重量。

保持了18650型电池所具有的高可靠性和稳定性,21700电池性能在各方面均比18650有较大提升。此外,相较于其他电池型号,21700从电池原材料选用、制作工艺和技术流程等方面,都和技术较成熟的18650电池相似。因此18650与21700的产线大部分可以兼容,部分企业比较稳妥的办法是在生产线上做文章,将生产线向21700和18650兼容上靠拢。

动力电池追求高比能已成不可逆的趋势,众多电池企业开始把目光转向布局21700电池。一些企业的生产线从国外进口,但组装上都是自己进行,因此可以投入较少的成本,实现18650向21700的转化。

5、电动车电池的能量密度的重要性

这似乎就像在讨论心脏的跳动对于人体有多重要一样,一辆纯电动车,或者说的更标准一点,一辆电池动力车的性能、续航里程、可靠性都取决于其电池包内的电池数量以及单节电池内的能量密度。这个比较容易理解:总电量=电池数量×单节电池能量密度。

而现代汽车的结构设计其实已经很死板了,留给电池组的空间并不充裕,大部分车型都集中在坐舱地板下方,当然这也是出于安全和空间等方面的考虑。

所以说,电池数量已经被限制在某一个区间内,无法大幅提升。想要增强电池组的性能,唯有在能量密度上做文章。

6、关于安全性

由于层叠式锂离子电池一般采用铝塑膜封装,而铝塑膜的厚度薄、机械强度差,在汽车发生碰撞等极端情况下,铝塑膜很容易发生破损导致安全事故产生。这也是为什么日产要在4个单体组成的电池模块外面再加一个铝壳的原因。

18650电池一般是钢壳,安全性更好,而且前文也提到随着18650电池生产工艺水平的的不断提高,安全性也在不断提高。特斯拉在应对18650电池可能出现的安全事故上,也倾注了很多心血。如果一个单体电池出现温度过高等异常情况,根据异常情况的恶劣程度,这枚电池所在的模组会断开电路以防止事故的蔓延。由于单体容量小,只要不发生蔓延,事故的严重程度将是较低的。

7、关于成本

18650锂离子电池具有容量大、寿命长、安全性能高等特点,又因为体积小、重量轻、使用方便而深受消费者的青睐。随着人们对18650电池技术研究的不断加深,电池的一致性、稳定性都达到了非常高的标准。作为最早的锂离子电池,18650电池也是目前世界上最成熟、最稳定的电池,至今仍然在其应用领域占据领先位置。

而特斯拉采用18650电池,可以利用日本松下等厂商之前的生产线进行生产。在消费类电子产品所用18650电池竞争日趋激烈的情况下,松下等厂商与特斯拉合作升级产品,将原有的生产线改良后用于生产动力电池。工业生产有一个规模效应,当生产产品的规模达到一个量级后,成本将大大降低。一辆新能源汽车需要成千上万节18650电池,因此单体的采购成本可控。

8、小结

可以说,采用18650电池作为新能源电动汽车的动力之源,在现阶段是最优的选择。随着电池技术工艺的成熟,也许会出现更多应用在新能源电动汽车上的新型电池。

2、18650锂电池和大单体锂电池对比,硕而博5号锂电池

电池,是我们现实生活中必不可少的物品,最常见的当属手机内的锂电池了,但是还有一些电池家里也必定要有,比如电视、机顶盒、空调的遥控器,体重秤、儿童玩具、剃须刀、燃气灶、无线鼠标等,都需要用到电池。这些电池按大小有1、3、5、7号电池之分,或者叫A、AA、AAA等电池。

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今天主要聊聊5号电池,也叫AA电池。市面上比较常见的5号电池有两种,一种是干电池,一次性使用,电量用完后只能丢弃,价格相对便宜。一种是镍氢充电池,可以多次反复充电使用,价格略高,需要买专门配对的充电器,一般来说充电时间较长,因为电池有记忆效应,使用时间越长内部可充电量越少。这两种电池家里也一直在使用,因为使用较多较久的缘故,早些年也想过为什么不能把锂电池应用到5号电池上呢。

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最近网购无意闲逛时,发现原来市场上已经有了不少5号锂电池产品,便入手了两节硕而博的5号可充电锂电池来体验了解一下。产品包装比较简单,一个电池盒外缠了一圈宣传纸。宣传纸上有电池从实样图和详细参数。电池盒是透明设计,可装四节电池。

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如果单纯的看硕而博的5号电池,不看外表的标识的话,会感觉与常用的5号电池没啥区别。电池表面的文字让我知道这是一款与众不同的USB锂聚合物充电电池。

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将硕而博5号锂电池和南孚干电池、爱乐普镍氢充电池放在一起比较的话,你会发现什么不同吗?咋一看是没什么特别,仔细观察可以发现硕而博电池靠近正极处有一圈透明间隔。这就是这款USB锂聚合物充电电池最独特之处。它的正极其实是一个盖子,通过弹力筋与电池相连,利用盖子的嵌合作用实现固定。盖上后正极通过小插梢、正极头分别和USB口接触连通。这种外观与普通电池一样,充电打开盖子就可以的设计是否让你惊喜呢?

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因为使用的USB接口,所以充电直接插进手机充电器啊USB插座啊移动电源啊甚至电脑USB端口都可以。充电时,USB口底部有指示灯显示充电状态,红色代表正在充电,绿色代表充电完成,看起来很直观。官方介绍该款电池还内置过充保护、漏电保护、短路保护、过压保护、过温保护、过流保护等电路,使用安全上可以放心。

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使用白尾巴测得充电电压是4.98V,电流是0.1A,这个是电池电快充满时拍的,所以电流值比较小电池容量1200mAH,1小时即可充满电,充电过程电池并不发烫。

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用电压表测得电池的电压为1.513V,与标称的1.5V几乎一致。

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实际使用体验上与普通干电池、镍氢充电池相比,并无不一样之处。

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硕而博USB快充5号锂电池可以说是家用常见电池的一次革命,更好的锂聚合物材质,稳定的输出电压,方便的USB充电,快速的充电速度,千次的循环充电,加上亲民的价格,会不会让你心动?至少我用了就难以忘怀,以后的家用首选硕而博5号锂电池了。

本文关键词:锂电大单体比18650的寿命更长吗,锂电池组大单体好还是18650电池好,锂电池是单体大锂电好,还是18650电池好呢,大单体锂电池和18650哪个好,锂电池18650好还是大单体好。这就是关于《18650锂电池和大单体锂电池对比,18650锂电池的优缺点分析》的所有内容,希望对您能有所帮助!


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