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    技术干货丨18650/21700电池性能、成本大比拼

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    技术干货丨18650/21700电池性能、成本大比拼

    发布日期:2021-01-11 作者: 点击:

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        自从1994年松下集团首次推出18650型号千亿体育游戏登陆以来,该型号千亿体育游戏登陆已经取得了巨大的成功,特斯拉早期推出的ModelS、X和3系电动汽车采用的就是由日本松下公司提供的18650千亿体育游戏登陆,近些年为了更好地提升电池包的功率密度,减少电池包内千亿体育游戏登陆的数量,松下集团又推出了存储量更大的21700型号千亿体育游戏登陆,并应用在最新的Model3车型上。

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        近期,德国ZentrumfürSonnenenergie-undWasserstoff-ForschungBaden-Württemberg研究所的JasonB.Quinn(第一作者,通讯作者)和KarstenRichter(通讯作者)详细比照了18650千亿体育游戏登陆和21700千亿体育游戏登陆在动能、存储量、功率密度、内电阻和热特点、成本费用上的差别(参加比照的电池信息以下表图示)。

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        下面的图为千亿体育游戏登陆功率密度与阴极的涂覆壁厚中间的影响,从图上咱们可以注意到千亿体育游戏登陆的功率密度与阴极的涂覆壁厚中间存在显著的线性相关,阴极的涂覆量越高则千亿体育游戏登陆的功率密度越高。另外咱们还注意到在一致的阴极壁厚下,几类不一样构造的千亿体育游戏登陆功率密度是非常相似的,千亿体育游戏登陆的构造针对功率密度的干扰非常小。

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        下面的图为18650、20700和21700   3种千亿体育游戏登陆的内电阻与千亿体育游戏登陆动能中间的影响,从图上咱们可以注意到千亿体育游戏登陆的内电阻显著分为了两大阵营,18650千亿体育游戏登陆派系,20700和21700派系,18650千亿体育游戏登陆的内电阻要显著大于21700和20700千亿体育游戏登陆。在一致类型的千亿体育游戏登陆中,千亿体育游戏登陆的内电阻伴随着千亿体育游戏登陆动能的提升而逐渐提升,这关键由于更强的动能代表着更厚的电级,进而造成電子和离子的外扩散难易度提升,另外伴随着电级壁厚的提升,千亿体育游戏登陆内可以卷进的电级长短也会减少,造成电级总面积的减低,这都是会显著的提升千亿体育游戏登陆的内电阻。

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        下面的图为软包电池、18650、20700和21700千亿体育游戏登陆的内电阻与电级总面积中间的影响,从图上可以见到几类千亿体育游戏登陆的内电阻与电级总面积中间的影响曲线图全是一致的,也就是电级总面积越大千亿体育游戏登陆的内电阻越小,因而21700电池内阻较低关键由于其电级总面积非常大。

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        下面的图为功率型和动能型的18650、21700千亿体育游戏登陆的高倍率性能指标曲线图,功率型和动能型21700千亿体育游戏登陆的金属电极壁厚各自为65um和91um,功率型和动能型的18650千亿体育游戏登陆金属电极壁厚各自为34um和101um。从下面的图可以见到见到动能型千亿体育游戏登陆的金属电极壁厚偏厚,因而在大高倍率下性能指标大幅度衰降。而金属电极壁厚较薄的功率型千亿体育游戏登陆在很大的高倍率下性能指标体现则好些的多,充放电动能衰降并不大,只是是千亿体育游戏登陆的电极化出現了一定的成的提高。

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        下面的图为功率型和动能型的18650、21700千亿体育游戏登陆在不同充放电高倍率下的容积,从图中可以见到动能型的千亿体育游戏登陆见到充放电流程中损失在电极化、欧姆阻抗上的动能比较多,因而千亿体育游戏登陆的溫度上升都要显著超过功率型的千亿体育游戏登陆。21700千亿体育游戏登陆见到锂电芯体型较为大,千亿体育游戏登陆比,散热处理总面积较小,因而容积较为大,18650千亿体育游戏登陆见到千亿体育游戏登陆还要体型较为小,比,散热处理总面积很大,因而在充放电的流程中容积要显著少于21700千亿体育游戏登陆。

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        下面的图为不同类型的千亿体育游戏登陆在不同充放电高倍率下的最大容积,从图中可以见到随着千亿体育游戏登陆尺寸的增大(18650到21700)和千亿体育游戏登陆动能的提高,不同高倍率下的最大容积曲线图的斜率也出現了显著的提高,表明大尺寸和高容量的千亿体育游戏登陆在充放电流程中的产热也更大。

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    接下来就是两种千亿体育游戏登陆的成本对比了,大家最先从单个千亿体育游戏登陆层次看来一下千亿体育游戏登陆的成本费用:


    1)两种千亿体育游戏登陆的金属电极生产都是相同的,因而在金属电极生产、锂电芯卷绕这一部分都是相同;

    2)千亿体育游戏登陆壳体,见到21700千亿体育游戏登陆的直径更大,可以容纳更多的锂电芯,因而每Wh所需要的外壳,21700千亿体育游戏登陆要比18650千亿体育游戏登陆少33%,因而21700千亿体育游戏登陆的外壳成本费用低于18650。

    3)见到相同的Wh数的千亿体育游戏登陆数目减少33%,因而对注液、密封流程的要求也有些减少,成本费用有些减少。

    4)相同见到千亿体育游戏登陆总体数目的减少,针对化成设施的要求也大大减少,提高了速率,减少了成本费用。


    在Pack层面21700一样具备优越性:


    1)最先是选用21700千亿体育游戏登陆充电电池18650千亿体育游戏登陆后,在电池包电池容量一样的状况下,电池包内的单个千亿体育游戏登陆总数将要大幅度缩减,减少了电池包构造的复杂性和pack难度系数。

    2)比较少的千亿体育游戏登陆总数也减少了BMS的监管难度系数。

    3)21700千亿体育游戏登陆替换18650千亿体育游戏登陆后并不会减少千亿体育游戏登陆模块内的孔隙度,因而电池包的体型和制冷构造的总数是一样。

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    根据比照18650、20700和21700千亿体育游戏登陆,咱们看到:


    1)每一个21700单个千亿体育游戏登陆含有的能量比18650高50%上下,因而在运用中单个千亿体育游戏登陆的总数能够大幅度的减少;


    2)由于21700千亿体育游戏登陆的能量更多,因而制造一样Wh的千亿体育游戏登陆须要的零件和设施的总数缩减,有益于减少成本费用;


    3)21700千亿体育游戏登陆并不会显著的提高千亿体育游戏登陆的能量密度,锂离子电池的能量密度主要还是与电极的涂布量有关。

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