Silindirik lityum pil 21700'e teknik açıdan bakıldığında
Yumuşak paketler ve kare lityum piller ile karşılaştırıldığında, 18650 silindirik lityum piller en erken ticarileştirilmiş, en otomatikleştirilmiş ve şu anda en düşük maliyetli pildir. Tesla, temelde yumuşak paketler ve kare pillerle üçte üçlük bir pozisyonu koruyarak uzun yıllardır elinde tutuyor.
Tesla, 21700 Model 3'ün kullanıldığını duyurduğundan beri silindirik pil ailesine bir yıldız üye de ekledi. Bu makale, silindirik pillerle ilgili birkaç teknik noktaya bir göz atacaktır. Aşağıda özel bir ifade yoksa silindirik pil özellikle 18650'yi ifade eder.
Silindirik pil yapısı
Güç piline dikkat ederseniz, silindirik 18560 pilin en çok araştırılan ve en çok tartışılan pil olduğunu göreceksiniz. Monomer, temel olarak bir pozitif elektrot, bir negatif elektrot, bir diyafram, bir pozitif elektrot ve bir negatif elektrot toplayıcı, bir emniyet valfi, bir aşırı akım koruma cihazı, bir yalıtkan ve bir kabuktan oluşur. Mermiler ilk günlerde çoğunlukla çelik mermilerdi ve alüminyum mermiler şu anda ana olanlar. Emniyet valfi ve PTC aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
Monomer aşırı akım koruma cihazının tasarımı her üreticiden farklıdır.Farklı güvenlik gereksinimlerine göre fiyat farklı olacaktır ve özelleştirilebilir. Genel güvenlik cihazları temel olarak PTC pozitif sıcaklık katsayılı dirençleri ve sigorta cihazlarını içerir.
Aşırı akım, dirençli ısıtma ve sıcaklık birikimi olduğunda PTC, PTC direncinin artmasını teşvik edecektir.Sıcaklık bir eşiği aştığında, aniden artacaktır; bu, daha fazla termal kaçıştan kaçınmak için hatalı hücrenin genel devreden izole edilmesine eşdeğerdir. olmuş.
Sigorta cihazı prensipte bir sigortadır.Aşırı akımla karşılaşıldığında sigorta atar ve devre kesilir.
İki koruma cihazı arasındaki fark, birincisinin geri yüklenebilmesi ve ikincisinin korumasının bir defalık olmasıdır.Bir arıza meydana geldiğinde, sistemin normal şekilde çalışması için arızalı pili değiştirmeyi düşünmesi gerekir.
Silindirik hücre özellikleri
Silindirik hücre, özellikle 18650, kendi yapısal özellikleri ve modelinin standardizasyonu nedeniyle, silindirik hücre üretiminin otomasyon seviyesi, üç ana hücre tipi arasında en yüksek seviyededir. Bu, yüksek derecede tutarlılığı mümkün kılar ve verim oranı buna göre artar. İstatistikler, Samsung ve Panasonic gibi büyük yabancı üreticilerin verim oranlarının% 98'e ulaşabildiğini, Çinli üreticilerin ise% 90'ın üzerine çıkabileceğini gösteriyor.
avantaj
1) Yukarıda belirtildiği gibi, monomer kıvamı daha iyidir;
2) Monomerin kendisi iyi mekanik özelliklere sahiptir Kare ve yumuşak paket pillerle karşılaştırıldığında, kapalı bir silindir yaklaşık boyutlar altında en yüksek eğilme mukavemetini elde edebilir;
3) Teknoloji olgunlaşmıştır ve maliyet düşüktür, ancak aynı zamanda, maliyet optimizasyonu için alan neredeyse tüketilmiştir;
4) Tek enerji küçüktür ve bir kaza durumunda formu kontrol etmek kolaydır, ancak bu aynı zamanda onun değiştirilmesinin nedeni de haline gelmektedir (nasıl söylenir, popüler söz, sizi başarılı kılan şey sizi de yok eder ve sizi öldüremeyen şey de yapar. Güçlüsün, aynı şey şeyler için de geçerli)
Dezavantajları, 1) Elektrikli araçlar bağlamında, batarya sistemindeki silindirik hücre sayısı çok fazladır, bu da batarya sistemini organizasyon veya yönetim sisteminden bağımsız olarak diğer iki tip bataryaya göre daha karmaşık hale getirir, sistem seviyesi maliyeti Silindirik pil çok yüksek;
2) Eşit olmayan sıcaklık ortamında çok sayıda pil hücresi özelliği olasılığı artar.Tabii ki Tesla'nın tasarımın başında 18650'yi seçmesinin nedeni sadece çaresiz bir seçimdir çünkü 10 yıl önce seri üretim mümkündü. Yalnızca silindirik piller nitelikli güç pilleridir. Akünün güvenlik ve termal yönetim gereksinimleri, bunun yerine güçlü elektronik kontrol sisteminin geliştirilmesi için itici güçtür.
3) Enerji yoğunluğundaki artış için çok az yer var. 2016 haberlerinde Chaowei tek bir 4050 mAh kapasite ve 306 Wh / kg hücreye özgü enerji elde etti. O zamandan beri daha yüksek rekorlar görülmedi. Belirli bir alanda, yalnızca zor bir yol olarak kabul edilen ölü maddeler vardır.
Tesila Model3 Pil sistemi alev aldı 21700
Tesla Model 3, 21700 adet üçlü lityum pilleri tam olarak kullanır ve silindirik pillerin kapasitesini artırmada yeni bir aşama açar. Tesla Model3ün 21700 pil sistemi, hücre kapasitesinde% 35 artış ve sistem maliyetinde% 9 azalma ile orijinal ModelSde kullanılan 18650 pilden% 20 daha yüksek olan yaklaşık 300 Wh / kg enerji yoğunluğuna sahiptir.
21700 ilgili üretici ve model
Şu anda dünyada 21700 bataryayı seri üretebilen sadece bir avuç firma var.Panasonic ve Tesla'nın ortak geliştirdiği 21700 adet bataryanın seri üretimine ek olarak Samsung SDI, daha önce 21700 ürünü tanıttı.Bu ürünün henüz seri üretilmediği anlaşılıyor.
Yerli 21700 üretici, haber materyalleri 21700'den başlayan üreticilerin arasında BAK, Lishen, Yiwei Lithium Energy, Tianpeng Power, Far East Foster ve Lions New Energy olduğunu gösteriyor.
Nanjing King Long ve BAIC'in iki ürününün duyurulmasının ardından, Çin Halk Cumhuriyeti Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı, yeni araç ürün duyuruları için "Karayolu Motorlu Araç Üreticileri ve Ürünlerine İlişkin Duyuru" (parti # 299) yayınladı. Bunlar arasında, Nanjing Kinglong Bus Manufacturing Co., Ltd. ve BAIC (Changzhou) Automobile Co., Ltd. tarafından üretilen iki saf elektrikli kamyonet (NJL5040XXYBEV25 ve BJ5040XXYCJ06EV modelleri) 21700 adet üçlü lityum iyon pil ile donatılmış ilk araçlardır.
18650'den itibaren 21700'e kadar , Yükseltme hakkında ne düşünüyorsunuz?
Bu resmi internette gördüğüm için her zaman makaleye koyma fırsatı bulmak istedim, sebebi başka bir sebep değil Resimdeki iyileştirme oranı enerjisinin özetinin çok kapsamlı olduğu söylenebilir. Şekildeki düşünceden hareketle hücrenin özgül enerjisi kimyasal yöntemlerle arttırılırsa 18650'nin geleceği parlak değildir.
18650 lityum iyon pillerin geliştirilmesinin karşılaştığı zorluklar İnsanların özgül enerjiyi artırmaya devam ettiği mevcut durum karşısında, dış boyutlar değişmeden kalırsa ve enerji yoğunluğunun artırılması gerekiyorsa, 18650 birçok zorlukla karşı karşıya:
1) NCA ve silikon karbon gibi yeni malzemelerin tedarik zinciri henüz olgunlaşmadı ve maliyet yüksek ve tedarikin stabilize edilmesi zor.Örneğin, daha yüksek enerji yoğunluklu malzeme 811'in kararlılığı ile proses kontrol mesafesi ve seri üretim arasında bir boşluk var.Sonuç kısa vadelidir. Inner 811'in 18650'si çok daha pahalıdır, ancak performansı çok daha kötüdür;
2) Yeni malzeme üretim süreci, yüksek çevresel gereksinimlere, sabit varlıklara yüksek yatırıma ve büyük enerji tüketimine sahiptir;
3) Tek pilin kapasitesi düşüktür ve PACK'in teknik gereksinimleri ve maliyeti nispeten yüksektir;
4) Tek hücre, pozitif tek ve negatif bipolar kulak yapısı için en uygun olanıdır ve enerji yoğunluğu üzerinde önemli bir etkiye sahiptir;
5) Aynı anda yüksek enerji yoğunluğu ve yüksek oranlı şarj gerektiğinde, tasarım alanı çok küçüktür. 18650, 523+ grafit sistemi kullanır.Yeni ulusal standarda göre, 1C, 2.4AH için tasarım sınırına ulaşmıştır.
Daha büyük çaplı silindirik lityum iyon piller kaçınılmaz bir trend haline gelecektir.Veriler aşağıdaki şekilde gösterilmektedir: Daha büyük boyutlu pil hücresinin tırnak tasarımındaki 18650 ve sarma eğriliği ile karşılaştırıldığında, daha büyük boyutlu pil hücresi bariz avantajlar göstermektedir.
Özetle, boyut 18650'den 21700'e yükseldi Avantajlar aşağıdaki gibidir:
1) Enerji yoğunluğunu uygun şekilde artırma koşulu altında, istikrarlı performans ve yüksek maliyet performansı ile geleneksel malzemeler seçilebilir;
2) Çok kutuplu kulak mekanizması, iç direnci azaltmak için uygun şekilde tasarlanabilir;
3) Aynı enerji yoğunluğu altında, hızlı şarj performansını iyileştirmek için hızlı şarj özelliği grafiti seçebilirsiniz;
4) Çap ve yükseklikte uygun artış daha etkili hacim elde edebilir.
5) Tek hücrenin kapasitesi artırılır, yardımcı bileşenlerin oranı azaltılır ve Paket maliyeti düşürülür.
Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı tarafından yayınlanan yeni ulusal standart olan "GB / T34013-2017 Elektrikli Araç Güç Bataryası Ürün Özellikleri ve Boyutları" nda yorumlar için orijinal taslakta yalnızca 18650 ve 32650, 21700 olmak üzere 4 şartnameye revize edilmiştir ve bunlar da 21700'ün büyük bir avantajı.
Kapasiteyi artırmanın yolu, küçük hücrelerin yüksek güvenliğe eşdeğer olduğu önceki görüşle çelişir.
