Tutto quello che c'è da sapere sulla batteria 21700

Che cos'è una batteria 21700?

La batteria 21700 è una cella agli ioni di litio ad alte prestazioni che è stata ampiamente adottata in vari settori grazie alla sua maggiore densità energetica, alla durata di vita più lunga e alla migliore stabilità termica. Originariamente resa popolare da Tesla, la cella 21700 è ora ampiamente utilizzata nei veicoli elettrici (EV), negli utensili elettrici, nei dispositivi medici e nei sistemi di stoccaggio dell'energia.

Dimensioni e specifiche della batteria 21700

Il nome 21700 deriva dalle sue dimensioni fisiche:

• Diametro21 mm
• Lunghezza: 70 mm
• Peso: Circa 60-75 g (varia a seconda del produttore e della chimica).

Parametri di prestazione chiave:

• Tensione nominale: 3,6V - 3,7V
  È la tensione media di funzionamento della batteria durante la scarica. Fornisce un'alimentazione stabile ai dispositivi ed è leggermente superiore a quella della batteria 18650, consentendo una maggiore produzione di energia. Una tensione nominale più elevata contribuisce ad aumentare l'efficienza dell'erogazione di energia.
• Capacità: 3000mAh - 5000mAh
  La capacità determina la quantità di carica che la batteria può immagazzinare. Le celle 21700 a più alta capacità possono alimentare i dispositivi per periodi più lunghi, il che le rende ideali per applicazioni ad alto consumo come i veicoli elettrici e gli utensili elettrici. Una maggiore capacità significa un minor numero di sostituzioni della batteria e un tempo di funzionamento più lungo.
• Tensione di carica: 4,2V (tensione di carica standard degli ioni di litio)
  Si tratta della tensione massima che la batteria raggiunge quando è completamente carica. Una carica superiore a questo limite può portare a un surriscaldamento e a una riduzione della durata della batteria, motivo per cui un sistema di gestione della batteria (BMS) adeguato è essenziale. Una ricarica costante all'interno dell'intervallo consigliato aumenta la longevità della batteria.
• Tensione di taglio della scarica2,5 V - 3,0 V
  Questa è la tensione minima prima che la batteria sia considerata esaurita. Una scarica al di sotto di questo intervallo può causare danni irreversibili alla batteria e ridurne la durata. Il corretto monitoraggio dei livelli di tensione contribuisce a mantenere la salute della batteria.
• Corrente di scarica standard: 5A - 15A (maggiore per i modelli ad alto consumo)
  La corrente di scarica determina la quantità di energia che la batteria può erogare in un determinato momento. Per applicazioni come biciclette elettriche, droni e utensili elettrici sono necessarie velocità di scarica più elevate. Garantire la giusta velocità di scarica evita l'accumulo di calore eccessivo e prolunga la stabilità delle prestazioni.
• Ciclo di vita: 500 - 1000 cicli (a seconda dell'uso e della chimica)
  La durata del ciclo si riferisce al numero di cicli completi di carica e scarica che una batteria può subire prima che la sua capacità si degradi in modo significativo. La durata varia in base a fattori quali la velocità di carica, la velocità di scarica e la temperatura di esercizio. L'uso di pratiche di carica corrette e l'evitare scariche profonde possono aumentare significativamente il numero di cicli.

Composizione chimica della batteria 21700 

Le batterie 21700 utilizzano diverse chimiche agli ioni di litio, tra cui:

• Ossido di litio nichel manganese cobalto (LiNiMnCoO2 o NMC): Offre un equilibrio tra densità di energia, potenza e durata.
• Fosfato di litio e ferro (LiFePO4 o LFP): Noto per la sicurezza, la stabilità termica e la lunga durata dei cicli.
• Ossido di litio e cobalto (LiCoO2 o LCO): Maggiore densità energetica ma minore durata e sicurezza.
• Ossido di litio nichel cobalto alluminio (LiNiCoAlO2 o NCA): Utilizzato in applicazioni ad alta energia, come i veicoli elettrici.

21700 vs 18650 

La batteria 21700 viene spesso paragonata alla Batteria 18650 grazie al loro utilizzo simile nell'elettronica e nell'accumulo di energia. Ecco un confronto:

Pacchi batteria 21700

Un pacco batterie 21700 è un insieme di più celle 21700 collegate in serie o in parallelo per ottenere la tensione e la capacità desiderate. 

Come vengono configurati i pacchi batteria 21700

1. Collegamento in serie (S): Collegare le batterie in serie aumenta la tensione mantenendo la stessa capacità. Ad esempio, se tre celle 21700 con una tensione nominale di 3,7 V e una capacità di 4000 mAh sono collegate in serie (3S), la tensione totale del pacco sarà di 11,1 V (3 × 3,7 V) mentre la capacità rimarrà di 4000 mAh.
2. Collegamento in parallelo (P): Collegare le batterie in parallelo aumenta la capacità mantenendo la stessa tensione. Se tre celle 21700 con una capacità di 4000 mAh e una tensione nominale di 3,7 V sono collegate in parallelo (3P), la capacità totale del pacco sarà di 12.000 mAh (3 × 4000 mAh) mentre la tensione rimarrà di 3,7 V.
3. Combinazione serie-parallelo (S-P): Per ottenere una tensione e una capacità maggiori, le batterie sono disposte in una combinazione di connessioni in serie e in parallelo. Ad esempio, una configurazione 3S2P significa tre celle in serie (3 × 3,7V = 11,1V) e due in parallelo (2 × 4000mAh = 8000mAh).
4. Sistema di gestione della batteria (BMS): Un BMS è integrato nei pacchi batteria per bilanciare la carica tra le celle, prevenire sovraccarichi/scarichi e garantire un funzionamento sicuro. Questo è fondamentale per massimizzare la durata e l'efficienza del pacco.
5. Gestione termica: Poiché le celle agli ioni di litio generano calore durante la carica e la scarica, per mantenere le temperature di esercizio ottimali si utilizzano strategie di dissipazione del calore come cuscinetti termici, ventole di raffreddamento e sistemi di ventilazione.         

I pacchi batteria 21700 offrono configurazioni personalizzabili per soddisfare diversi requisiti di potenza e di accumulo di energia, rappresentando la scelta ideale per un'ampia gamma di applicazioni industriali e di consumo.   

Vantaggi delle batterie 21700

1. Maggiore densità energetica: Maggiore capacità di immagazzinare energia in un ingombro simile rispetto alle 18650.
2. Durata di vita più lunga: Migliore durata del ciclo con degrado ridotto.
3. Maggiore stabilità termica: Più sicuro in condizioni di scarica elevata.
4. Accumulo di energia più efficiente: Riduce il numero di celle necessarie per i pacchi batteria ad alta capacità. 
5. Applicazioni versatili: Adatto per il settore automobilistico, industriale e dell'elettronica di consumo.

Applicazioni comuni delle batterie 21700

• Veicoli elettrici (EV): Utilizzato da Tesla, Rivian e altre case automobilistiche.
• Droni e robotica: Essenziale per i droni e i sistemi autonomi a lungo raggio.
• Sistemi di accumulo dell'energia (ESS): Accumulo di energia solare per uso domestico e industriale.
• Dispositivi medici: Alimentazione di apparecchiature mediche portatili.
• Utensili elettrici: Trapani, seghe e attrezzature da giardino a batteria.

Domande frequenti sulla batteria 21700

1. Cosa rende le batterie 21700 migliori delle 18650?
Le batterie 21700 offrono una maggiore capacità, una migliore densità energetica e una maggiore autonomia.

2. Le batterie 21700 possono essere utilizzate in tutti i dispositivi che supportano le batterie 18650?
Non sempre. Le dimensioni maggiori delle batterie 21700 richiedono vani batteria compatibili.

3. Come si carica una batteria 21700?
Utilizzare un caricabatterie dedicato agli ioni di litio con impostazioni di tensione corrette (in genere 4,2 V per cella).

4: Le batterie 21700 possono essere utilizzate in climi freddi?
R: Sì, i modelli 21700 a bassa temperatura funzionano a -40 °C.

5: Qual è la durata di una batteria 21700?
A: 500-1.000 cicli, a seconda della profondità di scarica e della temperatura.

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