A bateria 18650 tradicional, com uma cadeia de suprimentos madura e de baixo custo, é uma bateria de íon de lítio ideal que encontrou amplas aplicações no campo de eletrônicos de consumo. No entanto, devido à sua menor capacidade, quando utilizado no sector dos veículos eléctricos, muitas vezes requer a montagem de dezenas de milhares de células individuais em conjuntos de baterias, o que aumenta significativamente a complexidade da gestão dos conjuntos de baterias. Portanto, sob a liderança de Tesla, uma tempestade de substituição de 18.650 baterias por 21.700 baterias foi iniciada. Aqui, fornecerei uma introdução abrangente.
Tanto a célula 18650 quanto a célula 21700 são nomeadas com base em suas dimensões. A célula 18650 tem comprimento de 65 milímetros e diâmetro de 18 milímetros, enquanto a célula 21700 tem 70 milímetros de comprimento e 21 milímetros de largura. Esses dois tipos de células têm uma diferença significativa de tamanho, sendo um visivelmente maior que o outro. Essa diferença de tamanho permite que a célula 21700 tenha maior capacidade e, como resultado, maior potência em comparação à célula 18650.
· Semelhanças entre 18.650 e 21.700 células:
- Ambas são baterias de íon-lítio e apresentam altas taxas de descarga.
- Ambas as células 18650 e 21700 têm a mesma voltagem, que é 3,7V.
- Ambos os tipos de células têm uma vida útil relativamente longa.
- Princípio de funcionamento das células: Ao carregar uma bateria, íons de lítio são gerados no eletrodo positivo da bateria. Esses íons de lítio gerados movem-se através do eletrólito até o eletrodo negativo. O eletrodo negativo, normalmente feito de grafite em camadas, contém muitos microporos. Os íons de lítio que atingem o eletrodo negativo ficam embutidos nesses microporos. Quanto mais íons de lítio estiverem incorporados, maior será a capacidade de carga da bateria.
· Diferenças entre baterias 18650 e 21700:
(1) Tamanho
Conforme mencionado anteriormente, a bateria 18650 tem 65 milímetros de comprimento e 18 milímetros de diâmetro, enquanto a bateria 21700 tem 70 milímetros de comprimento e 21 milímetros de largura.
(2) Capacidade
As baterias 18650 normalmente têm capacidades que variam de 1200mAh a 3600mAh, enquanto as baterias 21700 geralmente oferecem capacidades entre 3000mAh e 5000mAh.
(3) Peso
O peso de uma bateria 18650 é de aproximadamente 48 gramas, enquanto uma bateria 21700 pesa cerca de 60 gramas. (O peso pode variar ligeiramente dependendo das especificações.)
(4) Preço
Devido aos recursos e capacidades atualizados das baterias 21700, elas tendem a ser mais caras em comparação com as baterias 18650.
(5) Áreas de Aplicação
As baterias 18650 são comumente usadas em dispositivos com menores requisitos de energia, como dispositivos eletrônicos portáteis, baterias de laptop e cigarros eletrônicos. Em contraste, as baterias 21700, com maior densidade de energia e melhor desempenho, são normalmente empregadas em dispositivos eletrônicos de última geração, incluindo veículos elétricos, ferramentas elétricas e iluminação portátil de alto desempenho, entre outros.
· Princípio de funcionamento das células
Quando uma bateria é carregada, íons de lítio são gerados no eletrodo positivo da bateria. Esses íons de lítio gerados movem-se então através do eletrólito em direção ao eletrodo negativo. O eletrodo negativo, que normalmente é composto de grafite em camadas, contém numerosos microporos. Os íons de lítio que atingem o eletrodo negativo ficam embutidos nos microporos das camadas de carbono. Quanto mais íons de lítio estiverem incorporados, maior será a capacidade de carga da bateria.
· Áreas de aplicação das baterias 18650 e 21700:
As baterias 18650 são comumente usadas em dispositivos com menores requisitos de energia, como dispositivos eletrônicos portáteis, baterias de laptop e cigarros eletrônicos, entre outros dispositivos portáteis.
As baterias 21700, devido à sua maior densidade de energia e melhores características de desempenho, são normalmente empregadas em dispositivos eletrônicos de última geração. Essas aplicações incluem veículos elétricos, ferramentas elétricas, instrumentos de diagnóstico médico, sistemas UPS médicos, cadeiras de rodas elétricas e muito mais.
Dispositivos eletrônicos como luzes de emergência, reprodutores de mídia portáteis e alto-falantes Bluetooth geralmente usam baterias 18.650 como fonte de energia. No entanto, bicicletas e carros elétricos podem utilizar células 21700 e 18650 para suas necessidades de energia.
· Um carregador 18650 pode ser usado para carregar uma bateria 21700?
Sim, carregadores projetados para células 18.650 podem ser usados para carregar células 21.700. Os carregadores não dependem da capacidade da célula, portanto, carregarão 21.700 células da mesma forma que carregam 18.650 células. Em comparação com as células 18.650, as células 21.700 podem suportar correntes de carga iguais ou até mais altas.
· As baterias 21700 podem ser usadas em substituição às baterias 18650?
Sim, as baterias 21700 podem ser usadas em substituição às baterias 18650, desde que não haja restrições de tamanho, pois as dimensões das células 21700 são diferentes das das células 18650.
· Vantagens das baterias 21700:
Devido à maior densidade de energia das células individuais, apenas um terço das células é necessário, o que reduz a complexidade do gerenciamento do sistema. Isto, por sua vez, diminui o uso de metais e componentes eletrônicos, reduzindo significativamente o peso das baterias de lítio. A densidade geral de energia será melhorada até certo ponto.
Com a maior capacidade das células individuais, o número de células necessárias em uma bateria será bastante reduzido ao usar 21.700 células.
As baterias 21700 oferecem uma densidade de energia mais alta em comparação com as conhecidas baterias 18650, e o custo pode realmente diminuir quando usadas em grandes quantidades. Em resumo, as baterias 21700 mantêm a alta confiabilidade e o desempenho estável das baterias 18650, ao mesmo tempo que proporcionam melhorias significativas no desempenho da bateria em vários aspectos.
· Desvantagens das baterias 18650 e 21700:
Em comparação com as baterias 18.650, as baterias 21.700 têm maior capacidade, mas também requerem tempos de carregamento mais longos. O tamanho maior das células 21700 pode encurtar seu ciclo de vida, reduzir a segurança e a adaptabilidade da bateria. As preocupações de segurança giram principalmente em torno do potencial de geração excessiva de calor devido à sua maior capacidade. O custo de fabricação das baterias 21.700 também é relativamente alto.
As baterias 18650 são mais propensas a sobrecarga e descarga excessiva, como outras baterias de íon de lítio, e sua capacidade tende a diminuir com o tempo.
Em aplicações como veículos elétricos e alguns campos de alta potência, as baterias 18.650 podem não fornecer capacidade suficiente. Uma única célula 18650 normalmente tem capacidade máxima de 3,5Ah e, para maior densidade de energia e economia, pode não ser viável. Isto resulta na necessidade de um maior número de células nos módulos de bateria, aumentando o custo e a complexidade do gerenciamento da bateria. As células 21700, por outro lado, são ligeiramente maiores em tamanho e oferecem maior capacidade, tornando-as adequadas para aplicações com requisitos de alta capacidade.
· Áreas de aplicação das baterias 18650 e 21700:
As baterias 18650 são comumente usadas em dispositivos com menores requisitos de energia, como dispositivos eletrônicos portáteis, baterias de laptop e cigarros eletrônicos, entre outros dispositivos portáteis.
As baterias 21700, devido à sua maior densidade de energia e melhores características de desempenho, são normalmente empregadas em dispositivos eletrônicos de última geração. Essas aplicações incluem veículos elétricos, ferramentas elétricas, instrumentos de diagnóstico médico, sistemas UPS médicos, cadeiras de rodas elétricas e muito mais.
Dispositivos eletrônicos como luzes de emergência, reprodutores de mídia portáteis e alto-falantes Bluetooth geralmente usam baterias 18.650 como fonte de energia. No entanto, bicicletas e carros elétricos podem utilizar células 21700 e 18650 para suas necessidades de energia.
· Como escolher entre células de bateria 18650 e 21700?
A principal vantagem das baterias 21.700 em relação às baterias 18.650 é sua maior capacidade, o que leva a um tempo de execução mais longo. As baterias 18650 normalmente oferecem uma capacidade que varia de 1,5Ah (1500mAh) a 3,0Ah (3000mAh). As baterias 18650 de última geração (3,0Ah) enfrentam desafios de produção, razão pela qual muitos fabricantes optam por baterias de 2,5Ah (2500mAh). Em contraste, as baterias 21700, comumente usadas em ferramentas elétricas, começam com capacidade de 3,0Ah (3000mAh) e podem chegar a 4,0Ah (4000mAh). Isso significa que você pode encontrar baterias compactas (1P) rotuladas com 3Ah ou 4Ah, enquanto baterias maiores (3P) podem chegar a 12Ah.
Aqui está uma comparação de capacidade para baterias típicas de ferramentas elétricas:
18650:
Bateria compacta 1P: 2,0Ah–3,0Ah (36 Wh–54 Wh) Bateria 2P padrão: 4,0Ah–6,0Ah (72Wh a 108Wh) Bateria 3P de alta capacidade: 9,0Ah (162Wh) 21700:
Bateria 1P compacta: 3,0Ah–4,0Ah (54 Wh–72 Wh) Bateria 2P padrão: 6,0Ah–8,0Ah (108Wh–144Wh) Bateria 3P de alta capacidade: 9Ah–12Ah (162 Wh–216 Wh) Ao escolher entre 18650 e baterias de íon de lítio 21700 para ferramentas elétricas, a decisão depende de sua aplicação específica. As baterias 18650 são mais portáteis devido ao seu tamanho e peso, enquanto as baterias 21700 oferecem capacidade mais significativa e maior tempo de execução, mas vêm com dimensões e peso maiores. Em aplicações práticas, ambos podem atender aos requisitos das ferramentas elétricas. Sua escolha deve ser baseada nas necessidades específicas de suas ferramentas e aplicações.
·Aplicações típicas de células de bateria 21700
Uma aplicação típica para células 21700 é no Tesla Model 3, que utiliza baterias Panasonic 21700 de 5000mAh.
