従来の 18650 バッテリーは、成熟したサプライ チェーンと低コストを備え、家庭用電化製品分野で幅広い用途に使用されている理想的なリチウムイオン バッテリーです。ただし、容量が小さいため、電気自動車分野で使用する場合、多くの場合、数万個の個別のセルをバッテリー パックに組み立てる必要があり、バッテリー パックの管理が大幅に複雑になります。そのため、テスラ主導のもと、18650個の電池を21700個の電池に置き換える嵐が始まった。ここでは、総合的に紹介していきます。
18650 セルと 21700 セルは両方とも、その寸法に基づいて名前が付けられています。 18650 セルの長さは 65 ミリメートル、直径は 18 ミリメートルですが、21700 セルは長さ 70 ミリメートル、幅 21 ミリメートルです。これら 2 つの細胞タイプには大きなサイズの違いがあり、一方が他方よりも著しく大きいです。このサイズの違いにより、21700 セルの容量が大きくなり、その結果、18650 セルと比べて出力が高くなります。
· 18650 セルと 21700 セルの類似点:
- どちらもリチウムイオン電池であり、放電率が高いです。
- 18650 セルと 21700 セルの電圧はどちらも同じ 3.7V です。
- どちらのタイプの細胞も比較的長い寿命を持っています。
- セルの動作原理: バッテリーを充電すると、バッテリーの正極でリチウムイオンが発生します。発生したリチウムイオンは電解液を通って負極に移動します。負極は通常層状黒鉛でできており、多くの微細孔が含まれています。負極に到達したリチウムイオンは、この微細孔に埋め込まれます。より多くのリチウムイオンが埋め込まれているほど、バッテリーの充電容量は高くなります。
· 18650 バッテリーと 21700 バッテリーの違い:
(1) サイズ
前述したように、18650 バッテリーは長さ 65 ミリメートル、直径 18 ミリメートルですが、21700 バッテリーは長さ 70 ミリメートル、幅 21 ミリメートルです。
(2) 容量
18650 バッテリーの容量は通常 1200mAh ～ 3600mAh であり、21700 バッテリーの容量は通常 3000mAh ～ 5000mAh です。
(3) 重量
18650 バッテリーの重量は約 48 グラムですが、21700 バッテリーの重量は約 60 グラムです。 （仕様により重量が若干異なる場合がございます。）
(4) 価格
21700 バッテリーは機能が更新されているため、18650 バッテリーと比べて高価になる傾向があります。
(5) 応用分野
18650 バッテリーは、ハンドヘルド電子機器、ラップトップのバッテリー パック、電子タバコなど、電力要件が低い機器でよく使用されます。対照的に、21700 バッテリーは、エネルギー密度が高く、性能が優れているため、電気自動車、電動工具、高性能ポータブル照明などのハイエンド電子機器に通常使用されています。
・細胞の動作原理
バッテリーを充電すると、バッテリーの正極にリチウムイオンが発生します。これらの生成されたリチウムイオンは、電解質を通って負極に向かって移動します。負極は通常、層状黒鉛で構成され、多数の微細孔を含んでいます。負極に到達したリチウムイオンは、炭素層の微細孔内に埋め込まれます。より多くのリチウムイオンが埋め込まれているほど、バッテリーの充電容量は高くなります。
· 18650 および 21700 バッテリーの適用分野:
18650 バッテリーは、携帯用電子機器、ラップトップのバッテリー、電子タバコなどの携帯機器など、電力要件が低い機器でよく使用されます。
21700 バッテリーは、エネルギー密度が高く、性能特性が優れているため、通常、ハイエンド電子機器に採用されています。これらのアプリケーションには、電気自動車、電動工具、医療診断機器、医療用 UPS システム、電動車椅子などが含まれます。
非常用電源ライト、ポータブル メディア プレーヤー、Bluetooth スピーカーなどの電子機器は、多くの場合、電源として 18650 バッテリーを使用します。ただし、電動自転車と電気自動車は、電力需要に応じて 21700 セルと 18650 セルの両方を使用する場合があります。
· 18650 充電器は 21700 バッテリーの充電に使用できますか?
はい、18650 セル用に設計された充電器は 21700 セルの充電に使用できます。充電器はセルの容量に依存しないため、18650 セルを充電するのと同じ方法で 21700 セルを充電します。 18650 セルと比較して、21700 セルは同等またはさらに高い充電電流をサポートできます。
· 21700 バッテリーは 18650 バッテリーの代替品として使用できますか?
はい、21700 セルの寸法は 18650 セルの寸法と異なるため、サイズの制約がない限り、21700 バッテリを 18650 バッテリの代替品として使用できます。
· 21700 バッテリーの利点:
個々のセルのエネルギー密度が高いため、必要なセルは 3 分の 1 だけであり、システム管理の複雑さが軽減されます。これにより、金属や電子部品の使用が減り、リチウム電池の重量が大幅に軽減されます。全体のエネルギー密度はある程度向上します。
個々のセルの容量が大きくなるため、21700 個のセルを使用すると、バッテリー パックに必要なセルの数が大幅に減少します。
21700 バッテリーは、よく知られている 18650 バッテリーと比較してエネルギー密度が高く、大量に使用すると実際にコストが削減されます。要約すると、21700 バッテリーは 18650 バッテリーの高い信頼性と安定した性能を維持しながら、さまざまな側面にわたってバッテリー性能を大幅に向上させます。
· 18650 および 21700 バッテリーの欠点:
18650 バッテリーと比較して、21700 バッテリーは容量が大きくなりますが、充電時間も長くなります。 21700 セルのサイズが大きいと、サイクル寿命が短くなり、バッテリーの安全性と適応性が低下する可能性があります。安全性に関する懸念は主に、容量が大きいため過剰な発熱が発生する可能性を中心に展開されています。 21700 バッテリーの製造コストも比較的高価です。
18650 バッテリーは、他のリチウムイオンバッテリーと同様に過充電および過放電が起こりやすく、時間の経過とともに容量が減少する傾向があります。
電気自動車や一部の高出力分野などの用途では、18650 バッテリーでは十分な容量が得られない場合があります。通常、単一の 18650 セルの最大容量は 3.5Ah ですが、エネルギー密度とコスト効率を高めるには、それが実現できない場合があります。その結果、バッテリーモジュールにはより多くのセルが必要となり、バッテリー管理のコストと複雑さが増大します。一方、21700 セルはサイズがわずかに大きく、より高い容量を提供するため、高容量が必要なアプリケーションに適しています。
· 18650 および 21700 バッテリーの適用分野:
18650 バッテリーは、携帯用電子機器、ラップトップのバッテリー、電子タバコなどの携帯機器など、電力要件が低い機器でよく使用されます。
21700 バッテリーは、エネルギー密度が高く、性能特性が優れているため、通常、ハイエンド電子機器に採用されています。これらのアプリケーションには、電気自動車、電動工具、医療診断機器、医療用 UPS システム、電動車椅子などが含まれます。
非常用電源ライト、ポータブル メディア プレーヤー、Bluetooth スピーカーなどの電子機器は、多くの場合、電源として 18650 バッテリーを使用します。ただし、電動自転車と電気自動車は、電力需要に応じて 21700 セルと 18650 セルの両方を使用する場合があります。
· 18650 ～ 21700 のバッテリー セルを選択するにはどうすればよいですか?
18650 バッテリーに対する 21700 バッテリーの主な利点は、容量が増加し、稼働時間が長くなる点です。 18650 バッテリーは通常、1.5Ah (1500mAh) から 3.0Ah (3000mAh) の範囲の容量を提供します。ハイエンドの 18650 バッテリー (3.0Ah) は生産上の課題に直面しているため、多くのメーカーが 2.5Ah (2500mAh) バッテリーを選択しています。対照的に、電動工具で一般的に使用される 21700 バッテリーは、3.0Ah (3000mAh) の容量から始まり、最大 4.0Ah (4000mAh) まで容量が大きくなります。つまり、小型 (1P) バッテリー パックには 3Ah または 4Ah のラベルが付いていますが、大型 (3P) バッテリー パックは 12Ah に達する場合もあります。
一般的な電動工具用バッテリーの容量比較は次のとおりです。
18650:
小型1Pバッテリー：2.0Ah～3.0Ah（36Wh～54Wh） 標準2Pバッテリー：4.0Ah～6.0Ah（72Wh～108Wh） 大容量3Pバッテリー：9.0Ah（162Wh） 21700：
小型1Pバッテリー：3.0Ah～4.0Ah（54Wh～72Wh） 標準2Pバッテリー：6.0Ah～8.0Ah（108Wh～144Wh） 大容量3Pバッテリー：9Ah～12Ah（162Wh～216Wh） 18650から選ぶ場合および電動工具用の 21700 リチウムイオン電池の場合、決定は特定の用途によって異なります。 18650 バッテリーはそのサイズと重量により持ち運びが容易ですが、21700 バッテリーはより大きな容量とより長い稼働時間を提供しますが、寸法と重量が大きくなります。実際の用途では、どちらも電動工具の要件を満たすことができます。選択は、ツールとアプリケーションの特定のニーズに基づいて行う必要があります。
·21700バッテリーセルの代表的な用途
21700 セルの典型的な用途は、Panasonic 21700 5000mAh バッテリーを使用する Tesla Model 3 です。
