Volledige verzameling cilindrische modellen van lithiumbatterijen, kennis van cilindrische lithiumbatterijen

 

Celmodel	nominale spanning (V)	Nominale capaciteit (mAh)	Laadtemperatuur (graad)	afvoertemperatuur (graad)	Laadstroom (A)	Ontladingsstroom (A)
ICR18650 (ternair)	3.7V	2200 mAh	0~45 graden	-40 graad ~+60 graad	2.2A (gewone temperatuur 1C)	10A (gewone temperatuur 5C)
ICR18650 (ternair)	3.7V	2500 mAh	0~45 graden	-40 graad ~+60 graad	2,5A (gewone temperatuur 1C)	25A (gewone temperatuur 10C)
ICR18650 (ternair)	3.7V	3000 mAh	0~45 graden	-40 graad ~+60 graad	3.0A(gewone temperatuur1C)	15A (gewone temperatuur 5C)
ICR21700 (ternair)	3.7V	4000 mAh	0~45 graden	-40 graad ~+60 graad	4.0A(gewone temperatuur1C)	40A (gewone temperatuur 10C)
NCR18650B (ternair)	3.6V	3350 mAh	0~45 graden	-20~60 graden	1.625A	4.875A
INR18650-30Q(ternair)	3.6V	3000 mAh	0~45 graden	-20~75 graden	0.5C	15A
IFR26650 (lithiumijzerfosfaat)	3.2V	3200 mAh	-20 graad ~+45 graad	-40 graad ~+60 graad	3.2A (gewone temperatuur 1C)	10A (gewone temperatuur3C)
IFR32700 (lithiumijzerfosfaat)	3.2V	5000 mAh	-20 graad ~+45 graad	-40 graad ~+60 graad	5.0A(gewone temperatuur1C)	25A (gewone temperatuur 5C)
IFR26650 E3400 (lithiumijzerfosfaat)	3.2V	3400 mAh	0~60 graden	-10~60 graden	2.0V	10.2A

 

1, wat is een cilindrische lithiumbatterij?

1. Definitie van cilindrische batterijen

Cilindrische lithiumbatterijen zijn onderverdeeld in drie verschillende systemen: lithiumijzerfosfaat, lithiumkobaltoxide, lithiummangaanoxide, kobalt-mangaanmengsel en ternaire materialen. De buitenschaal is verdeeld in twee typen: stalen schaal en polymeer. Verschillende materiaalsystemen hebben verschillende voordelen voor batterijen. Momenteel worden cilindrische lithium-ijzerfosfaatbatterijen met stalen omhulsel voornamelijk gebruikt als het belangrijkste type batterijen. Deze batterijen hebben een hoge capaciteit, hoge uitgangsspanning, goede prestaties van de laad-ontlaadcyclus, stabiele uitgangsspanning, hoge stroomontlading, stabiele elektrochemische prestaties, veilig gebruik, breed werktemperatuurbereik en milieuvriendelijkheid. Ze worden veel gebruikt in zonnelampen, gazonlampen, reserve-energie, elektrisch gereedschap en speelgoedmodellen.

2. Cilindrische batterijstructuur

Een typische cilindrische batterijstructuur omvat: schaal, kap, positieve elektrode, negatieve elektrode, diafragma, elektrolyt, PTC-element, pakking, veiligheidsklep, enz. De algemene batterijbehuizing is de negatieve elektrode van de batterij, de kap is de positieve elektrode van de batterij. de batterij en de batterijbehuizing zijn gemaakt van vernikkelde staalplaat.

3. De voordelen van cilindrische lithiumbatterijen

Vergeleken met softpacks en vierkante lithiumbatterijen hebben cilindrische lithiumbatterijen de langste ontwikkelingstijd, hogere standaardisatie, meer volwassen processen, hogere opbrengsten en lagere kosten.

· Volwassen productieproces, lage PACK-kosten, hoge opbrengst aan batterijproducten en goede warmteafvoerprestaties

·De cilindrische batterij heeft een reeks internationaal uniforme standaardspecificaties en -modellen gevormd, met volwassen technologie, geschikt voor continue productie op grote schaal.

· Het specifieke oppervlak van een cilinder is groot en het warmteafvoereffect is goed.

·Cilindrische batterijen zijn over het algemeen gesloten batterijen en er zijn geen onderhoudsproblemen tijdens het gebruik.

·De batterijbehuizing heeft een hoge drukweerstand en er zullen geen verschijnselen optreden zoals vierkante of zacht verpakte batterijuitzetting tijdens gebruik

4. Positief elektrodemateriaal voor cilindrische batterijen

Momenteel omvatten de reguliere commerciële positieve elektrodematerialen voor cilindrische batterijen voornamelijk lithiumkobaltoxide (LiCoO2), lithiummangaanoxide (LiMn2O4), ternair (NMC), lithiumijzerfosfaat (LiFePO4), enz. Verschillende materiaalsystemen hebben verschillende kenmerken voor batterijen , en de vergelijking is als volgt:

project	Lithiumkobaltoxide	Lithium-nikkel-kobalt-mangaan-ternair (LiNiCoMnO2)	Lithiummanganaat (LiMn2O4)	Lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4)
kraandichtheid (g/cm3)	(LiCoO2)	2.0-2.3	2.2-2.4	1.0-1.4
Specifieke oppervlakte (m2/g)	2.8-3.0	0.2-0.4	0.4-0.8	12-20
Gramcapaciteit (mAh/g)	0.4-0.6	140-180	90-100	130-140
Spanningsplatform (V)	135-140	3.5	3.8	3.2
fietsprestaties	3.7	Groter dan of gelijk aan 500order	Groter dan of gelijk aan 300order	Groter dan of gelijk aan 2000 bestelling
overgang metaal	Groter dan of gelijk aan 500order	arm	rijkdom	Erg rijk
Grondstofkosten	arm	hoog	laag	laag
milieubescherming	Heel hoog	Bevat nikkel en kobalt	niet-giftig	niet-giftig
Veiligheid	Kobalt bevattend	bij voorkeur	Goed	uitstekend
toepassingen	arm	Kleine batterij/kleine powerbatterij	Krachtige batterijen, goedkope batterijen	Voedingsbatterij/voeding met ultragrote capaciteit
voordeel	Kleine en middelgrote batterijen	Stabiele elektrochemische prestaties en goede fietsprestaties	Mangaanbronnen zijn er in overvloed, met lage prijzen en goede veiligheidsprestaties	Hoge veiligheid, milieubescherming en lange levensduur
nadeel	"Stabiel laden en ontladen, eenvoudig productieproces, dure kobaltprijs en lage levensduur"	Kobalt is duur	Lage energiedichtheid en slechte elektrolytcompatibiliteit	Slechte prestaties bij lage temperaturen en lage ontlaadspanning

 

5. Negatief elektrodemateriaal voor cilindrische batterijen

Er zijn ongeveer zes soorten negatieve elektrodematerialen voor cilindrische batterijen: koolstof-negatieve elektrodematerialen, gelegeerde negatieve elektrodematerialen, op tin gebaseerde negatieve elektrodematerialen, lithium bevattende overgangsmetaalnitride negatieve elektrodematerialen, materialen op nanoschaal en negatieve elektrodematerialen op nanoschaal.

· Materiaal van koolstof op nanoschaal, materiaal voor negatieve elektrode: Momenteel zijn de meeste negatieve elektrodematerialen die in lithium-ionbatterijen worden gebruikt koolstofmaterialen, zoals kunstmatig grafiet, natuurlijk grafiet, mesofase-koolstofmicrosferen, petroleumcokes, koolstofvezel, pyrolyseharskoolstof, enz.

·Legering van negatieve elektrodematerialen: inclusief legeringen op basis van tin, legeringen op basis van silicium, legeringen op basis van germanium, legeringen op basis van aluminium, legeringen op basis van antimoon, legeringen op basis van magnesium en andere legeringen. Er zijn momenteel geen commerciële producten beschikbaar.

· Op tin gebaseerde negatieve elektrodematerialen: op tin gebaseerde negatieve elektrodematerialen kunnen in twee typen worden verdeeld: tinoxide en op tin gebaseerd composietoxide. Oxiden verwijzen naar de oxiden van verschillende valentiemetaaltin. Er zijn momenteel geen commerciële producten beschikbaar.

·Er zijn momenteel geen commerciële producten voor lithiumhoudende overgangsmetaalnitride-negatieve elektrodematerialen.

· Materialen op nanoschaal: koolstofnanobuisjes, materialen van nanolegeringen.

·Nano-negatieve elektrodemateriaal: Nano-oxidemateriaal.

2, cilindrische lithiumbatterijcellen

1. Merk cilindrische lithium-ionbatterijcellen

Cilindrische lithiumbatterijen zijn populair onder lithiumbatterijbedrijven in Japan en Zuid-Korea, en er zijn ook aanzienlijke ondernemingen in China die cilindrische lithiumbatterijen produceren. De eerste cilindrische lithiumbatterij werd in 1992 uitgevonden door het Japanse bedrijf SONY.

Beroemd cilindrisch merk van lithium-ionbatterijen: Sony, Panasonic, Sanyo, Samsung, LG, Wanxiang A123, Bike, Lishen, enz.

2. Soorten cilindrische lithium-ionbatterijen

Cilindrische lithium-ioncellen worden meestal weergegeven met vijf cijfers. Vanaf links verwijzen het eerste en tweede cijfer naar de diameter van de batterij, het derde en vierde cijfer naar de hoogte van de batterij en het vijfde cijfer vertegenwoordigt een cirkel. Er zijn veel modellen cilindrische lithiumbatterijen, waaronder 10400, 14500, 16340, 18650, 21700, 26650, 32650, enz.

① 10440 batterij

De 10440-batterij is een type lithiumbatterij met een diameter van 10 mm en een hoogte van 44 mm. Het heeft hetzelfde formaat als de batterij die gewoonlijk de "nr. 7" wordt genoemd, en de capaciteit is over het algemeen erg klein, slechts een paar honderd mAh. Het wordt voornamelijk gebruikt in mini-elektronische producten. Bijvoorbeeld zaklampen, miniluidsprekers, versterkers, enz.

② 14500 batterij

14500-batterij is een type lithiumbatterij met een diameter van 14 mm en een hoogte van 50 mm. Dit type batterij is over het algemeen 3,7 V of 3,2 V, met een relatief kleine nominale capaciteit, iets groter dan de 10440-batterij, meestal 1600 mAh. Het heeft uitstekende ontladingsprestaties en wordt voornamelijk gebruikt in consumentenelektronica, zoals draadloze audio, elektrisch speelgoed, digitale camera's, enz.

③ 16340 batterij

16340 batterij is een type lithiumbatterij met een diameter van 16 mm en een hoogte van 34 mm. Vanwege zijn kortere hoogte en relatief kleine capaciteit wordt hij vaak gebruikt in zaklampen met veel licht, LED-zaklampen, koplampen, laserlichten, verlichtingsarmaturen en andere toepassingen.

④ 18650 batterij

18650-batterij is een type lithiumbatterij met een diameter van 18 mm en een hoogte van 65 mm. Het grootste kenmerk is dat het een zeer hoge energiedichtheid heeft, bijna 170 wattuur/kg. Daarom is dit type batterij een kosteneffectieve batterij. We zien dit type batterij vaak omdat het een relatief volwassen lithiumbatterij is met een goede systeemkwaliteitsstabiliteit in alle aspecten. Het wordt veel gebruikt in scenario's met een batterijcapaciteit van ongeveer 10 kilowattuur, zoals in kleine apparaten zoals mobiele telefoons en laptops.

⑤ 21700 batterijen

21700-batterij is een type lithiumbatterij met een diameter van 21 mm en een hoogte van 70 mm. Door het grotere volume neemt de efficiëntie van het ruimtegebruik toe en kan de energiedichtheid van batterijcellen en -systemen worden verbeterd. De volumetrische energiedichtheid is veel hoger dan die van de 18650-batterij en wordt veel gebruikt in digitale, elektrische voertuigen, balansauto's, straatverlichting op lithiumbatterijen op zonne-energie, LED-verlichting, elektrisch gereedschap, enz.

⑥ 26650 batterij

26650-batterij is een type lithiumbatterij met een diameter van 26 mm en een hoogte van 65 mm, met een nominale spanning van 3,2 V en een nominale capaciteit van 3200 mAh. Dit type batterij heeft een uitstekende capaciteit en hoge consistentie en is geleidelijk een trend geworden om 18650-batterijen te vervangen. Veel producten op het gebied van krachtbatterijen zullen daar langzamerhand ook de voorkeur aan geven.

⑦ 32650 batterij

32650-batterij is een type lithiumbatterij met een diameter van 32 mm en een hoogte van 65 mm. Dit type batterij heeft een sterk continu ontlaadvermogen, waardoor het geschikt is voor elektrisch speelgoed, back-upstroombronnen, UPS-batterijen, systemen voor de opwekking van windenergie en aanvullende systemen voor de opwekking van windenergie op zonne-energie.

3, Ontwikkeling van de markt voor cilindrische lithiumbatterijen

De technologische vooruitgang van cilindrische lithium-ionbatterijen komt voornamelijk voort uit het innovatieonderzoek en de toepassingsvooruitgang van belangrijke batterijmaterialen. Door de ontwikkeling van nieuwe materialen worden de prestaties van de batterij verder verbeterd, de kwaliteit verbeterd, de kosten verlaagd en de veiligheid verbeterd. Om te voldoen aan de vereisten van stroomafwaartse toepassingen voor het verbeteren van de specifieke energie van batterijen, kunnen enerzijds materialen met een hoge specifieke capaciteit worden gebruikt, en anderzijds kunnen hoogspanningsmaterialen worden gebruikt door de laadspanning te verhogen.

De cilindrische lithium-ionbatterij is geëvolueerd van 14.500 naar Tesla 21700. Op de korte tot middellange termijn ligt de nadruk op de ontwikkeling van nieuwe lithium-ion-stroombatterijen, waardoor de veiligheid, consistentie en levensduur ervan wordt verbeterd, en toekomstgericht onderzoek en ontwikkeling van nieuwe systeemstroombatterijen wordt uitgevoerd.

Om de ontwikkeling op middellange en lange termijn van cilindrische lithium-ionbatterijen te verwezenlijken, terwijl we voortdurend nieuwe lithium-ionbatterijen blijven optimaliseren en verbeteren, zullen we ons concentreren op het onderzoek en de ontwikkeling van nieuwe systeembatterijen, waardoor de specifieke energie aanzienlijk wordt verbeterd, het verlagen van de kosten en het bereiken van praktische en grootschalige toepassing van nieuwe systeemstroombatterijen.

4, Vergelijking tussen cilindrische lithiumbatterijen en vierkante lithiumbatterijen

1. Batterijvorm: de grootte van het vierkant kan willekeurig worden ontworpen, terwijl cilindrische batterijen niet kunnen worden vergeleken.

2. Vermenigvuldigingskarakteristieken: vanwege de procesbeperkingen bij het lassen van meerpolige oren in cilindrische batterijen, zijn de vermenigvuldigingskarakteristieken iets slechter dan die in vierkante meerpolige oorbatterijen.

3. Ontladingsplatform: Een lithiumbatterij die dezelfde positieve en negatieve elektrodematerialen en elektrolyt gebruikt, zou theoretisch een consistent ontladingsplatform moeten hebben, maar het ontladingsplatform in een vierkante lithiumbatterij is iets hoger.

4. Productkwaliteit: het productieproces van cilindrische batterijen is relatief volwassen en de kans op secundaire snijfouten in de elektrode is laag. Bovendien zijn het volwassenheids- en automatiseringsniveau van het wikkelproces relatief hoog. Momenteel gebeurt het lamineerproces nog semi-handmatig, wat een negatieve invloed heeft op de batterijkwaliteit.

5. Pooloorlassen: het pooloor van cilindrische batterijen is gemakkelijker te lassen dan dat van vierkante lithiumbatterijen; Vierkante lithiumbatterijen zijn gevoelig voor verkeerd solderen, wat de kwaliteit van de batterij beïnvloedt.

6. PACK-groepering: Cilindrische batterijen hebben een gebruiksvriendelijkere functie, dus de PACK-technologie is eenvoudig en heeft een goed warmteafvoereffect; Bij het verpakken van vierkante lithiumbatterijen is het noodzakelijk om het probleem van de warmteafvoer op te lossen.

7. Structurele kenmerken: De chemische activiteit op de hoeken van de vierkante lithiumbatterij is slecht en de energiedichtheid van de batterij is gevoelig voor verval na langdurig gebruik, wat resulteert in een korte levensduur van de batterij.

5, Vergelijking tussen cilindrische lithiumbatterijen en lithiumbatterijen met softpack

1. Softpack-batterijen hebben goede veiligheidsprestaties. De structuur van softpack-batterijen is verpakt met aluminium-plastic folie. Wanneer zich veiligheidsproblemen voordoen, barsten en barsten softpack-batterijen over het algemeen, in tegenstelling tot stalen of aluminium omhulselcellen die kunnen exploderen; In termen van veiligheidsprestaties is het superieur aan cilindrische lithiumbatterijen.

2. Softpack-batterijen zijn relatief licht van gewicht, met een gewicht dat 40% lichter is dan lithiumbatterijen met stalen omhulsel met dezelfde capaciteit en 20% lichter dan cilindrische lithiumbatterijen met aluminium omhulsel; Lage interne weerstand, de interne weerstand van softpack-batterijen is kleiner dan die van lithiumbatterijen, wat het eigen verbruik van de batterij aanzienlijk kan verminderen;

3. Softpack-batterijen hebben goede fietsprestaties en een langere levensduur. De demping na 100 cycli is 4% tot 7% ​​minder dan die van cilindrische aluminium omhulselbatterijen;

4. Het ontwerp van de softpack-batterij is relatief flexibel, met een variabele vorm die dunner kan zijn. Het kan worden aangepast aan de behoeften van de klant en er kunnen nieuwe batterijcelmodellen worden ontwikkeld. Cilindrische lithiumbatterijen voldoen echter niet aan deze voorwaarde.

De tekortkomingen van softpack-batterijen in vergelijking met cilindrische lithiumbatterijen zijn een slechte consistentie, hoge kosten en gemakkelijke lekkage. Hoge kosten kunnen worden opgelost door grootschalige productie, terwijl lekkage kan worden opgelost door de kwaliteit van aluminium-kunststoffolie te verbeteren.