Пълна колекция от цилиндрични модели на литиеви батерии, познания за цилиндрични литиеви батерии

 

Клетъчен модел	номинално напрежение (V)	Номинален капацитет (mAh)	Температура на зареждане (градус)	температура на изпускане (градус)	Заряден ток (A)	Ток на разреждане (A)
ICR18650 (троен)	3.7V	2200mAh	0~45 градуса	-40 градус ~+60 градус	2.2A (обикновена температура 1C)	10A (обикновена температура 5C)
ICR18650 (троен)	3.7V	2500мАч	0~45 градуса	-40 градус ~+60 градус	2.5A (обикновена температура 1C)	25A (обикновена температура 10C)
ICR18650 (троен)	3.7V	3000мАч	0~45 градуса	-40 градус ~+60 градус	3.0A(обикновена температура1C)	15A (обикновена температура 5C)
ICR21700 (троен)	3.7V	4000мАх	0~45 градуса	-40 градус ~+60 градус	4.0A(обикновена температура1C)	40A (обикновена температура 10C)
NCR18650B (троен)	3.6V	3350мАч	0~45 градуса	-20~60 градуса	1.625A	4.875A
INR18650-30Q (троичен)	3.6V	3000мАч	0~45 градуса	-20~75 градуса	0.5C	15A
IFR26650 (литиево-железен фосфат)	3.2V	3200мАч	-20 градус ~+45 градус	-40 градус ~+60 градус	3.2A (обикновена температура 1C)	10A (обикновена температура 3C)
IFR32700 (литиево-железен фосфат)	3.2V	5000мАч	-20 градус ~+45 градус	-40 градус ~+60 градус	5.0A(обикновена температура1C)	25A (обикновена температура 5C)
IFR26650 E3400 (литиево-железен фосфат)	3.2V	3400мАч	0~60 градуса	-10~60 градуса	2.0V	10.2A

 

1, Какво е цилиндрична литиева батерия?

1. Дефиниция на цилиндрични батерии

Цилиндричните литиеви батерии са разделени на три различни системи: литиево-железен фосфат, литиево-кобалтов оксид, литиево-манганов оксид, кобалтово-манганова смес и трикомпонентни материали. Външната обвивка е разделена на два вида: стоманена обвивка и полимер. Различните системи от материали имат различни предимства за батериите. Понастоящем цилиндричните литиево-желязо-фосфатни батерии със стоманена обвивка се използват главно като основен тип батерии. Тези батерии имат висок капацитет, високо изходно напрежение, добро представяне на цикъла на зареждане и разреждане, стабилно изходно напрежение, висок ток на разреждане, стабилни електрохимични характеристики, безопасна употреба, широк работен температурен диапазон и екологичност. Те се използват широко в соларни лампи, лампи за тревни площи, резервна енергия, електрически инструменти и модели играчки.

2. Цилиндрична структура на батерията

Типичната цилиндрична структура на батерията включва: черупка, капачка, положителен електрод, отрицателен електрод, диафрагма, електролит, PTC елемент, уплътнение, предпазен клапан и др. Общият корпус на батерията е отрицателният електрод на батерията, капачката е положителният електрод на батерията батерията, а корпусът на батерията е изработен от никелирана стоманена плоча.

3. Предимствата на цилиндричните литиеви батерии

В сравнение с меките пакети и квадратните литиеви батерии, цилиндричните литиеви батерии имат най-дълго време за разработка, по-висока стандартизация, по-зрели процеси, по-високи нива на добив и по-ниски разходи.

· Зрял производствен процес, ниска PACK цена, висок добив на батерийни продукти и добро разсейване на топлината

· Цилиндричната батерия е формирала серия от международно унифицирани стандартни спецификации и модели, със зряла технология, подходяща за широкомащабно непрекъснато производство.

· Специфичната повърхност на цилиндъра е голяма и ефектът на разсейване на топлината е добър.

· Цилиндричните батерии обикновено са запечатани батерии и няма проблеми с поддръжката по време на употреба.

· Корпусът на батерията има висока устойчивост на натиск и няма да има явления като квадратна или мека опакована батерия по време на употреба

4. Материал за положителен електрод за цилиндрични батерии

Понастоящем основните търговски положителни електродни материали за цилиндрични батерии включват главно литиев кобалтов оксид (LiCoO2), литиев манганов оксид (LiMn2O4), троен (NMC), литиево-железен фосфат (LiFePO4) и др. Различните системи от материали имат различни характеристики за батериите , а сравнението е следното:

проект	Литиев кобалтов оксид	Литиев никел кобалт манган троен (LiNiCoMnO2)	Литиев манганат (LiMn2O4)	Литиев железен фосфат (LiFePO4)
плътност на крана (g/cm3)	(ЛиКоО2)	2.0-2.3	2.2-2.4	1.0-1.4
Специфична повърхност (m2/g)	2.8-3.0	0.2-0.4	0.4-0.8	12-20
Грам капацитет (mAh/g)	0.4-0.6	140-180	90-100	130-140
Напрежение платформа (V)	135-140	3.5	3.8	3.2
изпълнение на колоездене	3.7	По-голямо или равно на 500 порядъка	По-голямо или равно на 300 порядъка	По-голямо или равно на 2000 порядъка
преходен метал	По-голямо или равно на 500 порядъка	бедни	богатство	Много богат
Разходи за суровини	бедни	Високо	ниско	ниско
опазване на околната среда	Много високо	Съдържа никел и кобалт	нетоксичен	нетоксичен
Безопасност	Съдържащи кобалт	за предпочитане	добре	отлично
приложения	бедни	Малка батерия/малка батерия	Захранващи батерии, евтини батерии	Захранваща батерия/захранване с ултра голям капацитет
предимство	Малки и средни батерии	Стабилна електрохимична производителност и добро циклично представяне	Ресурсите на манган са изобилни, с ниски цени и добри показатели за безопасност	Висока безопасност, защита на околната среда и дълъг живот
недостатък	„Стабилно зареждане и разреждане, прост производствен процес, скъпа цена на кобалта и живот с нисък цикъл“	Кобалтът е скъп	Ниска енергийна плътност и лоша електролитна съвместимост	Лоша производителност при ниски температури и ниско напрежение на разреждане

 

5. Материал за отрицателни електроди за цилиндрични батерии

Има приблизително шест вида материали за отрицателни електроди за цилиндрични батерии: материали за отрицателни електроди от въглерод, материали за отрицателни електроди от сплави, материали за отрицателни електроди на основата на калай, материали за отрицателни електроди от нитрид на преходен метал, съдържащи литий, наномащабни материали и наномащабни материали за отрицателни електроди.

· Въглероден наноразмерен материал, отрицателен електроден материал: Понастоящем повечето от отрицателните електродни материали, използвани в литиево-йонните батерии, са въглеродни материали, като изкуствен графит, естествен графит, мезофазни въглеродни микросфери, петролен кокс, въглеродни влакна, въглерод от пиролиза и др.

·Сплавни материали за отрицателни електроди: включително сплави на основата на калай, сплави на основата на силиций, сплави на основата на германий, сплави на основата на алуминий, сплави на базата на антимон, сплави на базата на магнезий и други сплави, в момента няма налични търговски продукти.

·Материали за отрицателни електроди на основата на калай: Материалите за отрицателни електроди на основата на калай могат да бъдат разделени на два типа: калаен оксид и композитен оксид на основата на калай. Оксидите се отнасят до оксидите на различни валентни метали калай. В момента няма налични търговски продукти.

·Понастоящем няма търговски продукти за отрицателни електродни материали, съдържащи нитрид на преходен метал.

·Наномащабни материали: въглеродни нанотръби, материали от нано сплави.

·Нано отрицателен електроден материал: Нано оксиден материал.

2, клетки от цилиндрична литиева батерия

1. Марка цилиндрични литиево-йонни батерийни клетки

Цилиндричните литиеви батерии са популярни сред компаниите за литиеви батерии в Япония и Южна Корея, а също така има значителни предприятия в Китай, които произвеждат цилиндрични литиеви батерии. Най-ранната цилиндрична литиева батерия е изобретена от японската компания SONY през 1992 г.

Известна марка цилиндрична литиево-йонна батерия: Sony, Panasonic, Sanyo, Samsung, LG, Wanxiang A123, Bike, Lishen и др.

2. Видове цилиндрични литиево-йонни батерии

Цилиндричните литиево-йонни клетки обикновено се представят с пет цифри. Започвайки отляво, първата и втората цифра се отнасят за диаметъра на батерията, третата и четвъртата цифра се отнасят за височината на батерията, а петата цифра представлява кръг. Има много модели цилиндрични литиеви батерии, включително 10400, 14500, 16340, 18650, 21700, 26650, 32650 и др.

① 10440 батерия

Батерията 10440 е тип литиева батерия с диаметър 10 mm и височина 44 mm. Тя е със същия размер като обикновено наричаната "батерия № 7" и нейният капацитет обикновено е много малък, само няколкостотин mAh. Използва се главно в мини електронни продукти. Например фенерчета, мини високоговорители, усилватели и др.

② 14500 батерия

Батерията 14500 е тип литиева батерия с диаметър 14 mm и височина 50 mm. Този тип батерия обикновено е 3,7 V или 3,2 V, със сравнително малък номинален капацитет, малко по-голям от батерия 10440, обикновено 1600 mAh. Има отлична производителност при разреждане и се използва главно в потребителската електроника, като безжично аудио, електрически играчки, цифрови фотоапарати и др.

③ 16340 батерия

Батерията 16340 е тип литиева батерия с диаметър 16 mm и височина 34 mm. Поради по-късата си височина и сравнително малък капацитет, той често се използва във фенерчета с висока светлина, LED фенерчета, фарове, лазерни светлини, осветителни тела и други приложения.

④ 18650 батерия

Батерията 18650 е тип литиева батерия с диаметър 18 mm и височина 65 mm. Най-голямата му характеристика е, че има много висока енергийна плътност, достигаща почти 170 ватчаса/кг. Следователно този тип батерия е рентабилна батерия. Често виждаме този тип батерия, защото това е сравнително зряла литиева батерия с добра стабилност на качеството на системата във всички аспекти. Той се използва широко в сценарии с капацитет на батерията от около 10 киловатчаса, като например при малки уреди като мобилни телефони и лаптопи.

⑤ 21700 батерии

Батерията 21700 е тип литиева батерия с диаметър 21 mm и височина 70 mm. Благодарение на увеличения обем, ефективността на използване на пространството се увеличава и енергийната плътност на батерийните клетки и системи може да бъде подобрена. Неговата обемна енергийна плътност е много по-висока от тази на батерията 18650 и се използва широко в цифрови, електрически превозни средства, балансиращи коли, улични светлини със слънчева батерия, LED светлини, електрически инструменти и др.

⑥ 26650 батерия

Батерията 26650 е тип литиева батерия с диаметър 26 мм и височина 65 мм, с номинално напрежение 3,2 V и номинален капацитет 3200 mAh. Този тип батерия има отличен капацитет и висока консистенция и постепенно се превърна в тенденция за замяна на 18650 батерии. Много продукти в областта на захранващите батерии също постепенно ще го предпочитат.

⑦ 32650 батерия

Батерията 32650 е тип литиева батерия с диаметър 32 mm и височина 65 mm. Този тип батерии имат силен непрекъснат капацитет на разреждане, което го прави подходящ за електрически играчки, резервни източници на захранване, UPS батерии, системи за генериране на вятърна енергия и системи за генериране на вятърна слънчева енергия.

3, Развитие на пазара на цилиндрични литиеви батерии

Технологичният напредък на цилиндричните литиево-йонни батерии идва главно от иновационните изследвания и напредъка в приложението на ключови материали за батерии. Чрез разработването на нови материали производителността на батерията се подобрява допълнително, качеството се подобрява, разходите се намаляват и безопасността се подобрява. За да се изпълнят изискванията на приложенията надолу по веригата за подобряване на специфичната енергия на батериите, от една страна, могат да се използват материали с висок специфичен капацитет, а от друга страна, могат да се използват материали с високо напрежение чрез увеличаване на напрежението на зареждане.

Цилиндричната литиево-йонна батерия е еволюирала от 14500 до Tesla 21700. В близко до средносрочен план, докато оптимизира съществуващата технология за литиево-йонни батерии, за да отговори на нуждите от широкомащабно развитие на нови енергийни превозни средства, фокусът е върху разработването на нови литиево-йонни захранващи батерии, подобряване на тяхната безопасност, последователност и продължителност на живота и извършване на перспективни изследвания и разработване на нови системни захранващи батерии.

За да постигнем средносрочно и дългосрочно развитие на цилиндрични литиево-йонни батерии, като същевременно непрекъснато оптимизираме и подобряваме нови литиево-йонни захранващи батерии, ние ще се съсредоточим върху изследването и разработването на нови системни захранващи батерии, значително подобряващи специфичната енергия, значително намаляване на разходите и постигане на практическо и широкомащабно приложение на нови батерии за захранване на системата.

4, Сравнение между цилиндрични литиеви батерии и квадратни литиеви батерии

1. Форма на батерията: Размерът на квадрата може да бъде проектиран произволно, докато цилиндричните батерии не могат да се сравняват.

2. Характеристики на умножение: Поради ограниченията на процеса на заваряване на многополюсни уши в цилиндрични батерии, характеристиките на умножаване са малко по-лоши от тези в квадратни многополюсни уши на батерии.

3. Платформа за разреждане: Литиева батерия, използваща едни и същи материали за положителни и отрицателни електроди и електролит, теоретично трябва да има постоянна платформа за разреждане, но платформата за разреждане вътре в квадратна литиева батерия е малко по-висока.

4. Качество на продукта: Производственият процес на цилиндричните батерии е сравнително зрял и вероятността от вторични дефекти при рязане в електрода е ниска. В допълнение, зрелостта и нивото на автоматизация на процеса на навиване са относително високи. В момента процесът на ламиниране все още е полуръчен, което има отрицателно въздействие върху качеството на батерията.

5. Заваряване на полюсното ухо: Полюсното ухо на цилиндричните батерии се заварява по-лесно от това на квадратните литиеви батерии; Квадратните литиеви батерии са склонни към фалшиво запояване, което се отразява на качеството на батерията.

6. Групиране на PACK: Цилиндричните батерии имат по-удобна за потребителя функция, така че технологията PACK е проста и има добър ефект на разсейване на топлината; При опаковане на квадратни литиеви батерии е необходимо да се реши проблемът с разсейването на топлината.

7. Структурни характеристики: Химическата активност в ъглите на квадратната литиева батерия е слаба и енергийната плътност на батерията е склонна да се разпадне след продължителна употреба, което води до кратък живот на батерията.

5, Сравнение между цилиндрични литиеви батерии и литиеви батерии с мек пакет

1. Меките батерии имат добри показатели за безопасност. Структурата на меките батерии е опакована с алуминиево-пластмасово фолио. Когато възникнат проблеми с безопасността, меките батерии обикновено се пръсват и напукват, за разлика от стоманените или алуминиевите клетки, които могат да експлодират; По отношение на ефективността на безопасността, той е по-добър от цилиндричните литиеви батерии.

2. Меките батерии са сравнително леки, с тегло 40% по-леко от литиевите батерии със стоманен корпус със същия капацитет и 20% по-леки от литиевите батерии с цилиндричен алуминиев корпус; Ниско вътрешно съпротивление, вътрешното съпротивление на меките батерии е по-малко от това на литиевите батерии, което може значително да намали собствената консумация на батерията;

3. Меките батерии имат добра циклична производителност и по-дълъг живот на цикли. Затихването след 100 цикъла е с 4% до 7% по-малко от това на батериите с цилиндрична алуминиева обвивка;

4. Дизайнът на батерията с мек пакет е относително гъвкав, с променлива форма, която може да бъде по-тънка. Тя може да бъде персонализирана според нуждите на клиента и могат да бъдат разработени нови модели батерийни клетки. Цилиндричните литиеви батерии обаче не отговарят на това условие.

Недостатъците на меките батерии в сравнение с цилиндричните литиеви батерии са лоша консистенция, висока цена и лесно изтичане. Високите разходи могат да бъдат решени чрез широкомащабно производство, докато изтичането може да бъде решено чрез подобряване на качеството на алуминиево-пластмасово фолио.