18650 размеры: Выбрать и купить аккумуляторы разных размеров форм-факторов в данной категории на BatteryMag

размеры, минимальное напряжение, ток зарядки, полярность

Содержание

1. Технические характеристики аккумулятора 18650
2. Вольтаж
3. Емкость
4. Типоразмеры и вес аккумуляторов 18650
5. Влияет ли на параметры цвет батарейки
6. Устройство
7. Как определить плюс и минус
8. Виды и типы аккумуляторов 18650
9. Расшифровка маркировки
10. Особенности зарядки
11. Минимально и максимально допустимое напряжение для 18650
12. Каким током заряжать аккумулятор 18650
13. Сколько заряжается элемент 18650
14. Отличия в зарядке АКБ с защитной микросхемой и без нее
15. Как зарядить аккумулятор 18650 без зарядного устройства

Перезаряжаемые источники тока (аккумуляторы) формата 18650 широко применяются в быту для питания переносных потребителей. Для выбора источников питания важно знать характеристики элементов 18650, их устройство и основные правила эксплуатации.

Технические характеристики аккумулятора 18650

Технические характеристики аккумуляторов 18650 определяются их технологией производства, и ей же ограничиваются. Литий-ионные аккумуляторы равного размера имеют одинаковые параметры, или, хотя бы, одного порядка. Физику не обмануть, и аккумуляторы с «выдающимися» характеристиками, скорее всего, являются подделкой от неизвестного производителя.

Вольтаж

Большинство типов нормально заряженных Li-ion элементов на холостом ходу выдают 3,7 вольта. Их можно слегка перезарядить (без вреда для аккумулятора) до уровня 4,2 вольта, но даже под небольшой нагрузкой напряжение в течение нескольких минут упадет до номинальных 3,7 В.

Мнение эксперта

Становой Алексей

Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.

Задать вопрос

Этим свойством пользуются не самые добросовестные маркетологи. Они указывают напряжение батареи из нескольких банок для уровня 4,2 вольта. Так, аккумулятор из 4 ячеек выдает 14,8 вольт (из расчета 3,7 х 4), а на корпус наносится маркировка 16,8 вольт (из расчета 4,2 х 4). Это имеет значение при выборе АКБ для электроинструмента, где повышенное напряжение означает больший вращающий момент.

Разрядные кривые Li-ion ячеек с выраженным начальным участком перезарядки

Номинальное напряжение батарей 18650, произведенных по современной литий-железофосфатной технологии батареи более низкое — 3,2 вольта (максимальное – 3,6 вольт). Это связано со спецификой электрохимических реакций. Зато у них выше рабочий ресурс (в циклах).

Наименьшее напряжение, при котором аккумулятор считается разряженным без вреда для своего состояния, считается уровень 2,5 вольт. Но для безопасности лучше не разряжать батарею ниже 2,75 вольта. Этот уровень и принят за границу 0% заряда.

Емкость

Элементы 18650 выпускаются по литий-ионной технологии. В нем должны протекать определенные электрохимические реакции в определенном объеме, поэтому емкость ограничена рамками технологии. В 2022 году потолком для изделий среднего уровня является 3600 мА*ч. Есть сведения, что ведущим изготовителям удается выполнить конструктив аккумулятора так, что емкость может достичь 4500 и даже 5000 мА*ч, но это, пожалуй, теоретический потолок для текущего момента.

Эта емкость явно за пределами реальных возможностей

Если емкость, указанная на корпусе, выше этой цифры – это однозначно фейк. И уж точно не стоит доверять декларациям о том, что емкость аккумуляторов (как правило, неизвестных производителей) достигает 15000, 20000, а то и 30000 мА*ч. Создать такие источники тока в рамках форм-фактора 18650 на сегодняшний день невозможно.

Типоразмеры и вес аккумуляторов 18650

Само название форм-фактора 18650 содержит указание на габариты элемента:

• диаметр 18 мм;
• длина 65 мм.

Вес батареи не стандартизирован, но он обычно составляет около 50 грамм с небольшими отклонениями (в зависимости от примененных материалов для корпуса и т.п.).

Габариты ячейки 18650Плата защиты в аккумуляторе 18650

Влияет ли на параметры цвет батарейки

В интернете и в быту можно услышать различные мифы о том, что цвет оболочки источника тока 18650 определяет его параметры или технологию изготовления. На самом деле, выбор цвета определяется лишь креативностью дизайнера на заводе и экономическими факторами – какая краска окажется дешевле и прочнее. Хотя в пределах одной фирмы никто не запрещает выпускать, например, желтые батарейки одной емкости, а зеленые — другой (просто для удобства производства, учета, складирования и т.п.). Но никаких стандартов здесь не существует.

Рекомендуем: Как нужно выбирать 18650 для шуруповерта

Устройство

Как и любые электрохимические источники тока, Li-ion элементы типоразмера 18650 состоят из:

• анода;
• катода;
• электролита.

Еще одной необходимой составляющей для компактных элементов является сепаратор. Он не позволяет замкнуться аноду и катоду при их тесном расположении. Сепаратор пропитывают электролитом, в качестве которого применяется этилен карбонат.

Электролит является основным источником опасности в Li-ion элементах – при напряжении выше 4,3 вольта он разлагается и может загореться.

В литий-полимерных элементах между электродами прокладывают полимерную пленку. Она служит и сепаратором, и электролитом.

В качестве анода применяют медную фольгу с графитовым покрытием. Катод выглядит, как алюминиевая фольга с покрытием из производных лития, давших название классу перезаряжаемых источников. Пакет из электродов и сепаратора сворачивается в рулон – так получаются источники тока цилиндрической формы.

Устройство аккумулятора 18650

Как определить плюс и минус

Аккумулятор 18650 внешне похож на пальчиковую батарейку, хотя и больше размером. Конструктив его тоже похож на гальванический элемент типоразмеров АА и ААА, поэтому плюсовой вывод можно определить визуально тем же способом:

• плюсом служит более выпуклый электрод;
• минусом – корпус, точнее, его неизолированное донце.

У батарей с встроенной защитой конструкция выводов та же, но выступ плюса выполнен менее явно, на его стороне имеются отверстия для выхода газа. Донце минуса тоже может иметь небольшую выпуклость и отверстия (а может не иметь).

Визуальное определение полярности ячейки

Подключение с неверной полярностью может вызвать неисправность как нагрузки, так и самого аккумулятора (из-за превышения тока, перегрева и т. п.). Поэтому в случае сомнений лучше перепровериться мультиметром. Надо перевести его в режим постоянного тока и приложить щупы к терминалам батарейки.

Индикация при верной полярности подключения – знак «минус» отсутствует

Если на дисплее тестера значение напряжения индицируется со знаком «минус», значит, плюсовой вывод тестера подключен к минусовому электроду элемента, а минусовой – к плюсовому. Если напряжение индицируется без знака «минус», значит, каждый вывод подключен к соответствующему по полярности электроду – положительный к положительному, отрицательный – к отрицательному.

Индикация при неверной полярности подключения – знак «минус» индицируется

Виды и типы аккумуляторов 18650

Несмотря на общее название класса возобновляемых источников питания – литий-ионные батареи – под этим названием скрывается несколько подкатегорий, различающихся по используемому активному веществу и некоторым потребительским свойствам. Для удобства сравнения разновидностей Li-ion элементов характеристики батарей 18650 различного исполнения сведены в таблицу.

Тип аккумулятора	Материал анода	Материал катода	Достоинства	Недостатки
Литий-кобальтовые	кобальтат лития LiCoO2	Графит на медной фольге	Высокая удельная энероемкость	Нетолерантность к повышенным токам зарядки, невысокий ресурс, невысокая токоотдача
Литий-марганцевые	литий-марганцевая шпинель LiMn2O4	Графит на медной фольге	Возможность зарядки повышенным током, высокая токоотдача.	Сниженная энергоемкость
Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные	Соединение лития, никеля, кобальта	Графит на медной фольге	Возможность получать заданные характеристики сочетанием активных веществ	Повышенная стоимость
Литий-железофосфатные	литий-феррофосфат LiFePO4	Графит на медной фольге	Повышенная стойкость к перезаряду, высокая токоотдача, повышенный ресурс	Плохая терпимость к пониженным температурам, несколько сниженная энергоемкость
Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные	Соединение лития, алюминия, кобальта	Графит на медной фольге	Высокая энергоемкость, повышенный ресурс	Повышенная пожароопасность, высокая стоимость
Литий-титанатные	Любой на основе лития	пентатитанат лития (Li4Ti5O12)	Повышенный зарядный ток, ускоренная зарядка, высокая надежность, широкий диапазон рабочих температур (в области отрицательных значений)	Сниженное рабочее напряжение (2,4 вольта), меньшая удельная энергия

Расшифровка маркировки

Единого стандарта маркировки элементов рассматриваемого типоразмера нет. Но большинство производителей все же придерживается определенных правил. Они предусматривают буквенную маркировку из трех литер IXR, где:

• I означает Li-ion технологию;
• X – тип активного вещества катода;
• R – Rechargeable (перезаряжаемый).

На месте литеры X могут быть различные буквы, образующие сочетания:

Буквенное сочетание	Тип активного вещества
ICR	Литий-кобальт
IMR	Литий-марганец
INR	Литий-никель-кобальт-марганец
IFR	Литий-феррофосфат

Элементы с катодами из лития, алюминия, кобальта обозначаются NCR или NCA.

Далее следуют цифры 18650, обозначающие типоразмер, а следующими двумя цифрами может быть обозначена емкость ячейки. Так, аккумулятор, на корпус которого нанесено ICR18650-26F произведен по литий-кобальтовой технологии и имеет емкость 2600 мА*ч.

Аккумулятор ICR18650-26F

Не все производители придерживаются подобных принципов. Так, компания LG только в 2019 году перешла к этой системе, а ранее применялась маркировка вида LGDS318650, где DS – наименование модели. У других производителей встречаются и другие варианты обозначений. Так, Panasonic наряду со стандартной маркировкой применяет обозначение CGR и специфическую маркировку характеристик. Так, элемент CGR18650CG может выдать наибольший ток в 430 мА, а CGR18650CE – в 540 мА при равных напряжении 3,6 вольт и емкости 2250 мА*ч. У Sony можно встретить обозначение SE US18650GR, а линейку высокотоковых ячеек этот производитель обозначает дополнительными литерами VTC (VTC6/7/8) и т.п.

Высокотоковый аккумулятор от Sony US18650VTC6

Особенности зарядки

Оптимальным для элементов 18650, как и других источников на основе лития, считается двухступенчатая зарядка. Первый этап производится стабильным током, второй – стабильным напряжением. На самом деле многие зарядные устройства второй этап заменяют режимом ступенчатого снижения тока, а более простые – просто снижают зарядный ток.

Самые простые зарядники вторую стадию подзарядки не обеспечивают. Это не позволяет полностью использовать емкость элемента.

График заряда батарей 18650 в два этапа

Минимально и максимально допустимое напряжение для 18650

Разряжать Li-ion элементы можно до напряжения 2,75 (минимум – 2,5) вольта. Все, что ниже, считается глубоким разрядом, который снижает емкость аккумулятора и даже может привести к выходу его из строя.

В интернете можно найти советы по восстановлению банок, ушедших в глубокий разряд. Эффективность этих способов примерно нулевая, а некоторые (например, зарядка «ударным» током) откровенно опасны и могут привести к возгоранию.

Номинальным напряжением полностью заряженного литий-ионного элемента считается 3,7 вольта. Можно зарядить аккумулятор до 4,2 вольта, но не выше. Li-ion элементы очень не любят перезаряд, это может привести к возгоранию элемента и взрыву. Тушить литий-ионные источники крайне сложно. Заливание водой приведет лишь к усилению реакции из-за выделения водорода. Перекрывать доступ кислорода также малоэффективно – в аккумуляторе есть все вещества, необходимые для поддержания горения.

Читайте также

Как своими руками сделать точечную сварку для 18650

 

Каким током заряжать аккумулятор 18650

Оптимальным для заряда Li-ion аккумуляторов считается ток, равный 0,5..1 от его емкости С. Так, элемент с заявленной характеристикой в 2400 мА*ч, можно заряжать током от 1,2 до 2,4 А. Меньший зарядный ток может продлить ресурс элемента, но и увеличит время зарядки. Больший ток заряда уменьшит срок службы аккумулятора, несмотря на заверения поклонников Quick Charge и подобных технологий.

Сколько заряжается элемент 18650

Корректного ответа на этот вопрос не существует. Время зарядки зависит, в основном, от сочетания нескольких факторов:

• фактической емкости батареи;
• уровня остаточного заряда;
• зарядного тока.

Сочетание этих факторов может быть различным, поэтому и время заряда может значительно различаться.

Отличия в зарядке АКБ с защитной микросхемой и без нее

Если батарея оснащена платой защиты (это можно определить по наличию вентиляционных отверстий с одного или двух торцов корпуса), то это наиболее безопасный вариант. Схема разорвет цепь заряда при достижении наибольшего допустимого уровня напряжения (а также не даст уйти аккумулятору в глубокий разряд, отключив нагрузку). Такую батарею достаточно вставить в зарядное устройство.

Если защита у аккумулятора отсутствует, контролировать уровень заряда придется самостоятельно (или довериться зарядному устройству). Если заряжается батарея из нескольких последовательно соединенных аккумуляторов без плат индивидуальной защиты, то из-за разброса характеристик может возникнуть коллизия. Часть элементов уже будет заряжена, часть еще будет требовать пополнения энергии. Чтобы избежать перезаряда одних элементов и недозаряда других, в этом случае применяют специальные устройства, называемые балансирами (BMS). Такая плата отслеживает уровень напряжения на каждой ячейке. При достижении необходимого уровня заряженная банка закорачивается и выводится из процесса зарядки.

Плата BMS на 3 банки 18650

Как зарядить аккумулятор 18650 без зарядного устройства

Аккумулятору 18650, как и любому перезаряжаемому элементу, безразлично, что служит источником электрической энергии для заряда. Главные условия:

• чтобы напряжение было не меньше 4,2 вольта;
• чтобы источник выдавал при этом напряжении достаточный ток.

Поэтому зарядить литий-ионную батарею можно от любого источника тока. Например, от лабораторного источника питания. На нем можно выставить максимальное напряжение и наибольший ток, поэтому такая зарядка будет безопасной.

Зарядка малым током глубоко разряженной ячейки от лабораторного источника питания

Можно зарядить ячейку и от обычного зарядного устройства, выдающего напряжение стандарта USB. Для этого от шнура зарядника надо отрезать выходной разъем, зачистить провода и закрепить их (например, скотчем). Еще лучше использовать для подключения специальный холдер. Следить за уровнем заряда придется самостоятельно.

Если предполагается и впредь заряжать аккумуляторы от телефонного ЗУ или от другого источника стандарта USB, лучше сделать зарядное устройство на базе готовой платы на основе микросхемы TP4056. Приобрести ее можно в интернете. Ток заряда выставляется резистором, подключенным к выводу 2 микросхемы.

Схема самодельного ЗУ на TC4056

Разработчики довели безопасность эксплуатации элементов 18650 до высокого уровня. При их использовании достаточно соблюдать самые простые правила, и электрохимические источники тока прослужат пользователю верой и правдой долгое время.

Panasonic (Sanyo) NCR18650GA – Литий-ионный аккумулятор, 5 шт

HDMI оборудование Dr.HD оптом и в розницу. Доставка по РФ и ТС.

1. Главная
2. Каталог
3. Аккумуляторы 18650
4. Аккумулятор 18650 Li-ion Panasonic NCR18650GA – 10 шт

Аккумуляторы типоразмера 18650 широко используются для питания различного портативного оборудования: фонарей, шуруповертов, ноутбуках, электронных сигаретах и так далее. Кроме того, из них собираются различные батарейные блоки для более серьезных задач, например, для лектросамокатов и электровелосипедов.

Внимание: мы готовы предложить специальные цены для оптовиков! Хотите приобрести более 30 аккумуляторов? Звоните, чтобы получить уникальное предложение. Чем больше заказ – тем больше скидка.

 

Технические характеристики:

• Производитель: Panasonic (Япония)
• Типоразмер: 18650
• Номинальная емкость: 3450мАч (при токе 0,3C)
• Минимальная емкость: 3350мАч
• Напряжение номинальное: 3,6В
• Максимальное напряжение: 4,2В
• Минимальное напряжение: 2,5В
• Высокотоковый, непрерывный ток разряда 10А
• Плата защиты: отсутствует
• Размер:
  • диаметр (+-0,2мм): 18,3мм
  • длина (+-0,2мм): 65,1мм
• Вес: 48г

 

 

Сборка аккумуляторных батарей 18650

Помимо продажи самих аккумуляторов мы предлагаем услуги по сборке батарей на основе аккумуляторов 18650. В нашем распоряжении первоклассные аккумуляторы, профессиональные приборы для точечной сварки, никелевая лента для сварки, холдеры и всё необходимое. По вашему заказу мы сделаем любую сборку, в оптимальные сроки и по приемлемой цене.

Кроме того, мы можем предоставить в аренду сварочный аппарат для сварки аккумуляторов 18650.

Сделать или обновить батарею для электросамоката, электровелосипеда или другого транспорта с электрическим приводом, а также любых других нужд – теперь не проблема! Заказывайте сборку у нас или сделайте её самостоятельно. Звоните!

 

Все упомянутые торговые марки – принадлежат их официальным владельцам, и используются только для информационных целей, в частности для указания на соответствующие объекты и предметы.

Добавить комментарий

Этот товар, как и все остальные, представленные в нашем интернет-магазине, можно приобрести по более низкой партнерской или даже оптовой цене. Т.к. мы являемся официальными дистрибьюторами компании Dr.HD на территории РФ и стран Таможенного союза, мы готовы предоставить самые выгодные условия, самую низкую цену и официальную поддержку.

Если вы инсталляторы или интеграторы и заинтересованы в качественном и функциональном оборудовании – попробуйте HDMI оборудование Dr.HD! Мы готовы предложить продвинутые устройства по отличной цене и гибкие условия работы.

Если вы занимаетесь продажей оборудования – добро пожаловать в нашу команду! У нас широкий ассортимент, низкие оптовые цены и оперативная доставка по всей России и странам ТС.

Если вы занимаетесь закупками оборудования – найдем что предложить и вам! У нас только официальные поставки, декларации соответствия, техническое сопровождение и двухлетняя гарантия.

Мы готовы обсудить условия взаимовыгодного сотрудничества с любыми компаниями и индивидуальными предпринимателями. Мы обязательно найдем общий язык!

Скачать наш прайс-лист можно в разделе Партнерам – Прайс-лист.

Возникли вопросы? Обращайтесь:

+7 499 730-71-11

+7 499 730-73-33

 

Предыдущий← Аккумулятор 18650 Li-ion Panasonic NCR18650GA – 5 шт ВпередАккумулятор 18650 Li-ion Panasonic NCR18650GA – 30 шт →

Copyright MAXXmarketing GmbH
JoomShopping Download & Support

Сайт использует cookie файлы для сбора статистики. Оставаясь на сайте, Вы даете согласие на их использование.
Впрочем, Вы всегда можете их отключить в настройках своего браузера.

Стандартный литий-ионный элемент 18650 не всегда является стандартным

С конца 1990-х годов литий-ионный аккумулятор 18650 стал стандартным элементом, используемым во многих устройствах и во множестве приложений. Подобно вездесущим первичным элементам AA, AAA, C и D, которые мы используем каждый день в фонариках, игрушках, радиоприемниках и практически во всем, что питается от одноразовой батареи, 18650 можно найти повсюду в перезаряжаемых устройствах. Они варьируются от электромобилей (где в одном автомобиле будут использоваться тысячи ячеек 18650) до электроинструментов, ноутбуков, персональной электроники и медицинских устройств. На самом деле НАСА использует ячейки 18650 в конструкции своих скафандров.

Почему ячейки 18650 так популярны? Основная причина — стандартизация. Конечно, химические составы, внутренняя конструкция и методы производства изменились за последние 20 лет, что привело к созданию более качественных элементов с более высокой емкостью и более длительным сроком службы. Что не изменилось, так это размер ячейки. Ячейка 18650 имеет диаметр 18 мм и высоту 65 мм; отсюда и его название 18650. 

Другие форм-факторы ячеек также имеют стандартные размеры, но даже несмотря на то, что они стандартизированы, многие альтернативные конструкции ячеек не достигли такой же популярности. Если размер ячейки никогда не станет популярным, вряд ли его можно будет назвать эталоном.

И наоборот, поскольку все больше и больше приложений используют ячейки 18650, ячейки 18650 стали одним из самых популярных размеров и, несомненно, мировым стандартом. Когда элементы используются так часто, многие производители элементов предлагают этот размер. Это стимулирует конкуренцию, особенно с точки зрения стоимости, и становится доступным множество источников с широким диапазоном качества продукции.

Путь использования аккумуляторов

Когда инженер хочет разработать устройство с батарейным питанием, работающее от перезаряжаемой батареи, сначала инженер должен оценить ток, потребляемый устройством, а также желаемое время работы. , а затем рассчитайте емкость батареи. Оттуда инженер примет решение о конструкции батареи: одна ячейка, которая может обеспечить 3–4 В для главного устройства, или аккумуляторная батарея, которая будет обеспечивать напряжение, ток и емкость выше, чем у одиночной ячейки. После того, как конфигурация батареи (ячейка или блок) определена, инженер должен выбрать размер ячеек.

Обычно выбирают модели 18650 из-за хорошей плотности энергии, а также приемлемого размера и емкости. Таким образом, после выбора элемента инженеры-механики могут спроектировать держатель элемента или аккумуляторную батарею для размещения одного или нескольких элементов 18650. Поскольку это стандартный размер, инженеры-механики могут спроектировать устройство для хранения ячеек любого поставщика, если это ячейки 18650. Затем инженеры могут перейти к выбору лучшей ячейки 18650 для приложения, учитывая цену каждого поставщика ячейки, доставку и производительность их ячейки в приложении.

1. Показаны различные типы доступных ячеек 18650.

Этот процесс проектирования стал возможен благодаря тому, что ячейка 18650 всегда шириной 18 мм и высотой 65 мм. Они – это стандартного размера, не так ли? Как оказалось, не все ячейки 18650 имеют высоту 65 мм (рис. 1) .

2. Распаковка 18650 со схемой защиты.

Некоторые ячейки выше, потому что они содержат схему защиты. Эта схема защиты увеличивает длину ячейки на несколько миллиметров, делая ее чуть выше 65 мм. Эти ячейки имеют размер 18650 ячеек, поэтому вы ожидаете, что все они будут иметь высоту 65 мм. Тем не менее, они явно не все одного размера (рис. 2 и 3) .

3. Модель 18650 показана со схемой защиты и без нее, показывая детали схемы защиты.

В некоторых случаях элементы 18650 устанавливаются в держатели элементов с подпружиненными контактами или гибкими металлическими контактами. Если в этих контактах достаточно хода, то подойдет и чуть больше «18650». Но если кюветодержатель имеет жесткие допуски, то эта сверхдлинная кювета «18650» не влезла бы в устройство.

Краткое описание

Аккумулятор 18650 — чрезвычайно популярный стандартный перезаряжаемый аккумулятор. Он призван служить во многих проектах. Однако некоторые элементы 18650 содержат схемы защиты, которые увеличивают длину элемента и могут сделать его непригодным (слишком большим) для предполагаемого применения. Поэтому обязательно проверьте размеры ячейки, прежде чем выбрать ее для своего дизайна.

Модели элементов с литиевыми батареями и изменения в отрасли 21700 по сравнению с 18650

Антон Бек, менеджер по производству аккумуляторов
Epec Engineered Technologies

Производство литиевых аккумуляторов добилось больших успехов, чтобы удовлетворить постоянно растущие потребности электроники и оборудования в электропитании. Эти батареи можно найти в электроинструментах, автомобилях, медицинских приборах и ряде других машин. В течение последних двух десятилетий из-за колебаний спроса на них производилось множество литиевых батарей различных размеров и форм.

Модели цилиндрических ячеек бывают разных размеров, поскольку их популярность привела к значительному росту производства. Доступно несколько моделей ячеек, две из которых конкурируют друг с другом по размеру и емкости — это модели 18650 и 21700 (рис. 1).

Рисунок 1: Пример моделей литиевых батарей 18650 и 21700. 50 аккумуляторных батарей стала самой оптимизированной литиевой батареей, произведенной в 2013 году, хотя и существует с 1994 года, когда Panasonic впервые представила эту ячейку. Батарея была длиннее и шире, чем стандартные батареи типа АА, поскольку цифры обозначают размер модели элемента. Для 18650 это был диаметр 18 мм и длина 65 мм. Эти батареи обеспечивают емкость от 2300 мАч до 3600 мАч и напряжение от 3,6 до 3,7 вольт.

Ячейки приблизились к пику, достигнув 2011 года, но затем на них появился новый спрос с появлением электромобилей, таких как Tesla. Эти батареи также требовались для производства дронов, медицинских приборов и военного оборудования. В 2013 году было произведено почти 2,55 миллиарда аккумуляторов 18650. Аккумуляторы имели хороший показатель надежности и низкие затраты на производство ватт-часа.

Если посмотреть на текущий рынок, многие электронные устройства претерпели радикальные изменения в дизайне. Оборудование, требующее более высокого уровня мощности, становилось все тоньше и тоньше, например, планшеты и смартфоны. В то время как спрос в этих секторах рынка снизился, опасения по поводу нехватки аккумуляторов для электромобилей, военной и медицинской промышленности заставили производителей создать избыток этих типов элементов. Однако растущие потребности электроники в мощности вскоре вызовут потребность в элементах большей емкости. В связи с этим сценарием модели ячеек 21700 могут удовлетворить этот растущий спрос.

21700 Основы аккумуляторных элементов

Элементы 21700 были представлены в 2017 году. Они были созданы совместными усилиями компаний Panasonic и Tesla. Ячейка батареи 21700 имеет диаметр 21 мм и длину 70 мм. Ячейки немного больше, чем у 18650, и имеют более высокую емкость. Эти элементы имеют ту же номинальную емкость, что и батареи, для замены которых они были разработаны, поскольку они по-прежнему составляли от 3,6 до 3,7 вольт. Тем не менее, они имеют большую емкость от 4000 мАч до 5000 мАч.

Аккумуляторы 21700 могут быть защищены или незащищены. Защищенные элементы имеют систему управления батареями (BMS) для защиты и предотвращения перегрева. Незащищенные ячейки не имеют этих средств защиты. Батареи доступны в цилиндрической форме, но могут быть и плоскими, а также могут иметь версию с пуговицами. Эти аккумуляторные элементы были разработаны для замены 18650 для электромобилей.

Сравнение элементов 18650 и 21700

При сравнении элементов 18650 и 21700 (рис. 2) емкость аккумуляторов 21700 составляет 50 %. Ячейки 21700 также имеют большую плотность энергии и скорость разряда 3,75c. Повышение плотности энергии также ниже для 21700, поскольку оно может варьироваться от 2% до 6% в зависимости от внутренней конструкции ячеек производителя.

Скорость зарядки и разрядки обоих элементов в основном одинакова. Для элементов 18650 может быть более высокая поляризация, в то время как элементы 21700 имеют более низкое сопротивление и более сильный нагрев. Когда батарея подвергается циклированию, емкость 21700 элементов уменьшается, а 18650 элементов остаются одинаковыми.

Рис. 2: Габаритные характеристики моделей ячеек 18650 и 21700.

Отраслевые ожидания

Производители электроники и автомобилей рассматривают 21700 как подходящую замену предыдущим версиям с литиевыми элементами из-за простоты их изготовления, а также из-за более высокой емкости. Вариантов дизайна этих ячеек множество, так как они могут быть кнопочными, призматическими и карманными. Для конструкций, которые требуют более высоких затрат для производителя, таких как мешочные элементы, снижение затрат может быть получено как с элементами 18650, так и с элементами 21700. Кроме того, в течение нескольких лет ожидается значительное снижение затрат при производстве мешкообразных ячеек, поскольку с развитием и изменением технологии внедряются более экономичные методы производства.

Преимущества наличия аккумуляторной батареи с увеличенным временем работы и большей емкостью позволят 21700 стать подходящей альтернативой 18650. Тем не менее, производители по-прежнему будут выпускать элементы 18650 для различных приложений, не требующих большей емкости для функции и когда из-за нехватки места конструкция элемента должна быть меньше по размеру, чем 21700.

При рассмотрении отрасли производства литиевых элементов потребность в легких батареях с гибкой конструкцией и высокой емкостью будет оставаться востребованной в обозримом будущем. Эта увеличенная емкость заставит производителей подумать о том, как внести изменения в модели ячеек 18650, чтобы преобразовать их в 21700 без какой-либо модернизации.

Расширенные возможности

Гибкие области печатных плат в жестко-гибких печатных платах предлагают более широкий спектр возможностей, чем традиционные жесткие печатные платы с проводными межсоединениями. Когда конструкция продукта требует высокоскоростных сигналов и регулируемого импеданса (рис. 4), гибкая плата может без особых усилий справляться с нагрузками передачи. Гибкие области также могут обеспечить высокий уровень защиты от электромагнитных и радиочастотных помех от любого компонента внутри продукта или от внешних источников. Еще одно преимущество гибко-жестких схем заключается в том, что они надежно работают даже при использовании в суровых условиях. Плиты обладают хорошей коррозионной стойкостью, химической стойкостью и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Они также могут выдерживать более высокие температуры до 200°C, при этом способные рассеивать генерируемое тепло.

Резюме

Многие ведущие производители элементов питания переключают свое внимание с исторически преобладающей модели элементов 18650 на модель элементов 21700. Поскольку все больше производителей движутся в этом направлении, дизайн и химический состав элементов 21700 будут различаться в зависимости от компании. Выбор правильной ячейки 21700 будет зависеть от требований приложения, размера требуемой батареи и других характеристик. Одно из основных конструктивных соображений, которое станет важным фактором при производстве аккумуляторов, касается плоских элементов. Если такие же характеристики цилиндрического элемента 21700 могут быть достигнуты при преобразовании его в плоскую конструкцию элемента, рынок этих элементов будет стремительно развиваться в ближайшие десятилетия.