Alles, was Sie über den 21700 Akku wissen müssen

Was ist ein 21700er Akku?

Die 21700-Batterie ist eine Hochleistungs-Lithium-Ionen-Zelle, die sich aufgrund ihrer höheren Energiedichte, längeren Lebensdauer und besseren thermischen Stabilität in verschiedenen Branchen durchgesetzt hat. Ursprünglich wurde die 21700-Zelle von Tesla entwickelt und wird heute in Elektrofahrzeugen, Elektrowerkzeugen, medizinischen Geräten und Energiespeichersystemen eingesetzt.

Abmessungen und Spezifikationen des 21700-Akkus

Der Name 21700 leitet sich von seinen physischen Abmessungen ab:

• Durchmesser: 21mm
• Länge: 70mm
• Gewicht: Ungefähr 60-75g (variiert je nach Hersteller und Chemie)

Wichtige Leistungsparameter:

• Nennspannung: 3.6V - 3.7V
  Dies ist die durchschnittliche Betriebsspannung des Akkus während der Entladung. Sie sorgt für eine stabile Stromversorgung von Geräten und ist etwas höher als bei einem 18650er Akku, was eine höhere Energieabgabe ermöglicht. Eine höhere Nennspannung trägt zu einer höheren Effizienz bei der Stromversorgung bei.
• Kapazität: 3000mAh - 5000mAh
  Die Kapazität bestimmt, wie viel Ladung die Batterie speichern kann. 21700-Zellen mit höherer Kapazität können Geräte über einen längeren Zeitraum mit Strom versorgen, was sie ideal für Anwendungen mit hohem Stromverbrauch wie Elektrofahrzeuge und Elektrowerkzeuge macht. Eine größere Kapazität bedeutet weniger Batteriewechsel und eine längere Betriebsdauer.
• Ladung Spannung: 4.2V (Standard-Lithium-Ionen-Ladespannung)
  Dies ist die maximale Spannung, die die Batterie erreicht, wenn sie vollständig geladen ist. Das Laden über diesen Grenzwert hinaus kann zu Überhitzung und verkürzter Lebensdauer führen. Deshalb ist ein gutes Batteriemanagementsystem (BMS) unerlässlich. Konsequentes Laden innerhalb des empfohlenen Bereichs erhöht die Langlebigkeit der Batterie.
• Entladeschlussspannung: 2,5V - 3,0V
  Dies ist die Mindestspannung, bevor der Akku als erschöpft gilt. Eine Entladung unterhalb dieses Bereichs kann zu irreversiblen Schäden an der Batterie führen und ihre Lebensdauer verkürzen. Die ordnungsgemäße Überwachung der Spannungswerte hilft, die Gesundheit der Batterie zu erhalten.
• Standard-Entladestrom: 5A - 15A (höher für Modelle mit hohem Stromverbrauch)
  Der Entladestrom bestimmt, wie viel Energie die Batterie zu einem bestimmten Zeitpunkt liefern kann. Höhere Entladungsraten sind für Anwendungen wie Elektrofahrräder, Drohnen und Elektrowerkzeuge erforderlich. Die richtige Entladerate verhindert eine übermäßige Erwärmung und verlängert die Leistungsstabilität.
• Zyklus Leben: 500 - 1000 Zyklen (je nach Verwendung und Chemie)
  Die Zykluslebensdauer bezieht sich auf die Anzahl der vollständigen Lade- und Entladezyklen, die ein Akku durchlaufen kann, bevor seine Kapazität deutlich abnimmt. Die Lebensdauer hängt von Faktoren wie Ladegeschwindigkeit, Entladegeschwindigkeit und Betriebstemperatur ab. Durch richtiges Laden und Vermeiden von Tiefentladungen kann die Anzahl der Zyklen deutlich erhöht werden.

Chemische Zusammensetzung der 21700 Batterie 

21700 Batterien verwenden verschiedene Lithium-Ionen-Chemien, darunter:

• Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (LiNiMnCoO2 oder NMC): Bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Energiedichte, Leistungsabgabe und Lebensdauer.
• Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4 oder LFP): Bekannt für Sicherheit, thermische Stabilität und lange Lebensdauer.
• Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO2 oder LCO): Höhere Energiedichte, aber geringere Lebensdauer und Sicherheit.
• Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminium-Oxid (LiNiCoAlO2 oder NCA): Für Anwendungen mit hohem Energiebedarf, wie z.B. Elektrofahrzeuge.

21700 vs. 18650 

Der 21700-Akku wird oft mit dem 18650 Akku aufgrund ihrer ähnlichen Verwendung in der Elektronik und der Energiespeicherung. Hier ist ein Vergleich:

21700 Akku-Packs

Ein 21700-Akkupack ist eine Ansammlung von mehreren 21700-Zellen, die in Reihe oder parallel geschaltet sind, um die gewünschte Spannung und Kapazität zu erreichen. 

Wie 21700 Akkupacks konfiguriert werden

1. Reihenschaltung (S): Wenn Sie Akkus in Reihe schalten, erhöht sich die Spannung, während die Kapazität gleich bleibt. Wenn zum Beispiel drei 21700 Zellen mit einer Nennspannung von 3,7 V und einer Kapazität von 4000 mAh in Reihe geschaltet werden (3S), beträgt die Gesamtspannung des Akkus 11,1 V (3 × 3,7 V), während die Kapazität bei 4000 mAh bleibt.
2. Parallelschaltung (P): Die Parallelschaltung von Batterien erhöht die Kapazität bei gleicher Spannung. Wenn drei 21700 Zellen mit einer Kapazität von 4000mAh und einer Nennspannung von 3,7V parallel geschaltet werden (3P), beträgt die Gesamtkapazität des Akkus 12.000mAh (3 × 4000mAh), während die Spannung bei 3,7V bleibt.
3. Serien-Parallel-Kombination (S-P): Um sowohl eine höhere Spannung als auch eine höhere Kapazität zu erreichen, werden die Batterien in einer Kombination aus Reihen- und Parallelschaltungen angeordnet. Eine 3S2P-Konfiguration bedeutet zum Beispiel drei Zellen in Reihe (3 × 3,7V = 11,1V) und zwei solche Sätze parallel (2 × 4000mAh = 8000mAh).
4. Batterie-Management-System (BMS): Ein BMS ist in Akkupacks integriert, um die Ladung zwischen den Zellen auszugleichen, ein Überladen/Entladen zu verhindern und einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Dies ist entscheidend für die Maximierung der Lebensdauer und Effizienz des Akkus.
5. Thermisches Management: Da Lithium-Ionen-Zellen während des Ladens und Entladens Wärme erzeugen, werden Strategien zur Wärmeableitung wie Wärmepads, Kühlgebläse und Belüftungssysteme eingesetzt, um eine optimale Betriebstemperatur zu gewährleisten.         

21700 Akkupacks bieten anpassbare Konfigurationen für unterschiedliche Leistungs- und Energiespeicheranforderungen und sind damit die ideale Wahl für eine Vielzahl von Industrie- und Verbraucheranwendungen.   

Vorteile von 21700er-Batterien

1. Höhere Energiedichte: Mehr Energiespeicherung bei gleichem Platzbedarf im Vergleich zu 18650.
2. Längere Lebenserwartung: Bessere Lebensdauer bei geringerer Degradation.
3. Verbesserte thermische Stabilität: Sicherer unter hohen Entladungsbedingungen.
4. Effizientere Energiespeicherung: Reduziert die Anzahl der Zellen, die für Akkupacks mit hoher Kapazität benötigt werden. 
5. Vielseitige Anwendungen: Geeignet für Automobil-, Industrie- und Unterhaltungselektronik.

Häufige Anwendungen von 21700er Batterien

• Elektrofahrzeuge (EVs): Wird von Tesla, Rivian und anderen Autoherstellern verwendet.
• Drohnen und Robotik: Unverzichtbar für lang fliegende Drohnen und autonome Systeme.
• Energiespeichersysteme (ESS): Solarstromspeicher für Haushalte und Industrie.
• Medizinische Geräte: Stromversorgung für tragbare medizinische Geräte.
• Elektrowerkzeuge: Akkubohrer, Sägen und Gartengeräte.

FAQs über 21700 Akku

1. Warum sind 21700er Batterien besser als 18650er Batterien?
21700 Akkus bieten eine höhere Kapazität, eine bessere Energiedichte und eine längere Laufzeit.

2. Können 21700er Batterien in allen Geräten verwendet werden, die 18650er Batterien unterstützen?
Nicht immer. Die größere Größe der 21700er-Batterien erfordert kompatible Batteriefächer.

3. Wie lade ich einen 21700-Akku auf?
Verwenden Sie ein spezielles Lithium-Ionen-Ladegerät mit den richtigen Spannungseinstellungen (typischerweise 4,2 V pro Zelle).

4: Können 21700er Batterien in kalten Klimazonen verwendet werden?
A: Ja, die Tieftemperatur-Modelle des 21700 funktionieren bei -40°C.

5: Wie lang ist die Lebensdauer eines 21700-Akkus?
A: 500-1.000 Zyklen, je nach Entladetiefe und Temperatur.

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