Qu'est-ce qu'une batterie 21700 ?
La batterie 21700 est une cellule lithium-ion haute performance qui a été largement adoptée dans diverses industries en raison de sa densité énergétique plus élevée, de sa durée de vie plus longue et de sa meilleure stabilité thermique. Popularisée à l'origine par Tesla, la cellule 21700 est aujourd'hui largement utilisée dans les véhicules électriques, les outils électriques, les appareils médicaux et les systèmes de stockage d'énergie.
Dimensions et spécifications de la batterie 21700
Le nom 21700 provient de ses dimensions physiques :
- Diamètre: 21mm
- Longueur: 70mm
- Poids: Environ 60-75 g (varie selon le fabricant et la chimie)
Paramètres de performance clés :
- Tension nominale: 3,6V - 3,7V
Il s'agit de la tension moyenne de fonctionnement de l'accumulateur pendant la décharge. Elle fournit une alimentation stable aux appareils et est légèrement supérieure à celle de la batterie 18650, ce qui permet une plus grande production d'énergie. Une tension nominale plus élevée contribue à accroître l'efficacité de la fourniture d'énergie. - Capacité: 3000mAh - 5000mAh
La capacité détermine la quantité de charge que la batterie peut stocker. Les cellules 21700 de plus grande capacité peuvent alimenter des appareils pendant de plus longues périodes, ce qui les rend idéales pour les applications à forte consommation comme les véhicules électriques et les outils électriques. Une plus grande capacité signifie moins de remplacements de batterie et une durée de fonctionnement plus longue. - Tension de charge: 4,2 V (tension de charge standard du lithium-ion)
Il s'agit de la tension maximale que la batterie atteint lorsqu'elle est complètement chargée. Une charge supérieure à cette limite peut entraîner une surchauffe et une réduction de la durée de vie, c'est pourquoi il est essentiel de disposer d'un système de gestion de la batterie (BMS) approprié. Une charge constante dans la plage recommandée augmente la longévité de la batterie. - Tension de coupure de la décharge2,5V - 3,0V
Il s'agit de la tension minimale avant que la batterie ne soit considérée comme épuisée. Une décharge en dessous de cette plage peut causer des dommages irréversibles à la batterie et réduire sa durée de vie. Une surveillance adéquate des niveaux de tension permet de préserver la santé de la batterie. - Courant de décharge standard: 5A - 15A (plus élevé pour les modèles à vidange élevée)
Le courant de décharge détermine la puissance que la batterie peut fournir à un moment donné. Des taux de décharge plus élevés sont nécessaires pour des applications telles que les vélos électriques, les drones et les outils électriques. Garantir le bon taux de décharge permet d'éviter une accumulation excessive de chaleur et d'accroître la stabilité des performances. - Cycle de vie: 500 - 1000 cycles (en fonction de l'utilisation et de la chimie)
La durée de vie fait référence au nombre de cycles complets de charge et de décharge qu'une batterie peut subir avant que sa capacité ne se dégrade de manière significative. La durée de vie varie en fonction de facteurs tels que la vitesse de charge, le taux de décharge et la température de fonctionnement. L'utilisation de pratiques de charge appropriées et le fait d'éviter les décharges profondes peuvent augmenter de manière significative le nombre de cycles.
Composition chimique de la batterie 21700
Les batteries 21700 utilisent différentes chimies lithium-ion, notamment :
- Oxyde de lithium nickel manganèse cobalt (LiNiMnCoO2 ou NMC): Offre un équilibre entre la densité énergétique, la puissance de sortie et la durée de vie.
- Phosphate de fer lithié (LiFePO4 ou LFP): Connu pour sa sécurité, sa stabilité thermique et sa longue durée de vie.
- Oxyde de lithium et de cobalt (LiCoO2 ou LCO): Densité énergétique plus élevée mais durée de vie et sécurité moindres.
- Oxyde de lithium nickel cobalt aluminium (LiNiCoAlO2 ou NCA): Utilisé dans les applications à haute énergie, telles que les véhicules électriques.
21700 vs 18650
La batterie 21700 est souvent comparée à la batterie Batterie 18650 en raison de leur utilisation similaire dans l'électronique et le stockage de l'énergie. Voici une comparaison :
| Fonctionnalité | Batterie 21700 | Batterie 18650 |
|---|---|---|
| Taille | 21mm x 70mm | 18mm x 65mm |
| Capacité | 4000mAh - 5000mAh | 2000mAh - 3500mAh |
| Densité énergétique | Plus élevé | Plus bas |
| Cycle de vie | 500 - 2000 cycles | 300 - 1500 cycles |
| Poids | Légèrement plus lourd | Plus léger |
| Application | VE, outils électriques, stockage | Lampes de poche, ordinateurs portables, mods de vape |
Packs de batteries 21700
Une batterie 21700 est un ensemble de plusieurs cellules 21700 connectées en série ou en parallèle pour obtenir la tension et la capacité souhaitées.
Comment les batteries 21700 sont-elles configurées ?
- Série Connexion (S): La connexion de batteries en série augmente la tension tout en conservant la même capacité. Par exemple, si trois éléments 21700 d'une tension nominale de 3,7V et d'une capacité de 4000mAh sont connectés en série (3S), la tension totale du pack sera de 11,1V (3 × 3,7V) tandis que la capacité restera de 4000mAh.
- Connexion parallèle (P): La connexion de batteries en parallèle permet d'augmenter la capacité tout en conservant la même tension. Si trois éléments 21700 d'une capacité de 4000mAh et d'une tension nominale de 3,7V sont connectés en parallèle (3P), la capacité totale du pack sera de 12 000mAh (3 × 4000mAh) alors que la tension restera de 3,7V.
- Combinaison série-parallèle (S-P): Pour obtenir à la fois une tension et une capacité plus élevées, les batteries sont disposées selon une combinaison de connexions en série et en parallèle. Par exemple, une configuration 3S2P signifie trois éléments en série (3 × 3,7V = 11,1V) et deux ensembles en parallèle (2 × 4000mAh = 8000mAh).
- Système de gestion de la batterie (BMS): Un BMS est intégré dans les packs de batteries pour équilibrer la charge entre les cellules, empêcher la surcharge/décharge et assurer un fonctionnement sûr. Cette fonction est essentielle pour maximiser la durée de vie et l'efficacité de la batterie.
- Gestion thermique: Comme les cellules lithium-ion génèrent de la chaleur pendant la charge et la décharge, des stratégies de dissipation de la chaleur telles que des coussins thermiques, des ventilateurs de refroidissement et des systèmes de ventilation sont utilisées pour maintenir des températures de fonctionnement optimales.
Les batteries 21700 offrent des configurations personnalisables pour répondre aux différentes exigences en matière de puissance et de stockage d'énergie, ce qui en fait un choix idéal pour une large gamme d'applications industrielles et grand public.
Avantages des piles 21700
- Densité énergétique plus élevée: Plus de puissance stockée dans un encombrement similaire à celui du 18650.
- Une durée de vie plus longue: Meilleure durée de vie et dégradation réduite.
- Stabilité thermique améliorée: Plus sûr dans des conditions de forte décharge.
- Un stockage de l'énergie plus efficace: Réduit le nombre de cellules nécessaires pour les batteries de grande capacité.
- Applications polyvalentes: Convient aux secteurs de l'automobile, de l'industrie et de l'électronique grand public.
Applications courantes des piles 21700
- Véhicules électriques (VE): Utilisé par Tesla, Rivian et d'autres constructeurs automobiles.
- Drones et robotique: Essentiel pour les drones à long rayon d'action et les systèmes autonomes.
- Systèmes de stockage d'énergie (ESS): Stockage de l'énergie solaire domestique et industrielle.
- Dispositifs médicaux: Alimentation des équipements médicaux portables.
- Outils électriques: Perceuses, scies et matériel de jardinage sans fil.
FAQ sur la batterie 21700
1. Pourquoi les piles 21700 sont-elles meilleures que les piles 18650 ?
Les batteries 21700 offrent une plus grande capacité, une meilleure densité énergétique et une plus grande autonomie.
2. Les piles 21700 peuvent-elles être utilisées dans tous les appareils compatibles avec les piles 18650 ?
Pas toujours. La taille plus importante des piles 21700 nécessite des compartiments de piles compatibles.
3. Comment charger une batterie 21700 ?
Utilisez un chargeur lithium-ion dédié avec des réglages de tension corrects (généralement 4,2 V par cellule).
4 : Les piles 21700 peuvent-elles être utilisées dans des climats froids ?
R : Oui, les modèles 21700 basse température fonctionnent à -40°C.
5 : Quelle est la durée de vie d'une batterie 21700 ?
A : 500-1 000 cycles, en fonction de la profondeur de la décharge et de la température.
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