18650 против Клетки мешочка
В нашем все более мобильном и технологичном мире литий-ионные батареи питают огромное количество устройств - от смартфонов в карманах до электромобилей на дорогах. Несмотря на схожесть химического состава, эти батареи бывают разных форм и размеров, каждый из которых имеет свой собственный набор характеристик. Два наиболее распространенных формата, с которыми вы можете столкнуться, - цилиндрические Аккумулятор 18650 и плоский ячейка кармана. Но чем они отличаются друг от друга и почему ваш телефон использует одну из них, а ваш ноутбук - другую?
В этой статье мы рассмотрим ключевые различия между элементами 18650 и pouch, разберем их форм-факторы, плотность энергии, характеристики безопасности, стоимость и типичные области применения. К концу статьи вы будете иметь четкое представление об этих типах аккумуляторов и о том, почему их выбирают для различных устройств.
Что такое аккумуляторы 18650?
Термин "18650" может показаться техническим кодом, и в некотором смысле так оно и есть. Цифры означают приблизительные размеры аккумулятора: 18 мм в диаметре и 65 мм в длину. Цифра "0" традиционно обозначает цилиндрическую форму. Это литий-ионные аккумуляторы, заключенные в прочный металлический цилиндр, который не только обеспечивает структурную целостность, но и содержит внутренние механизмы безопасности.
Как правило, номинальное напряжение аккумулятора 18650 составляет 3,6 или 3,7 В, а его емкость может варьироваться от 2000 до 3500 мАч. Обычно батареи 18650 можно встретить в таких приложениях, как аккумуляторные блоки для ноутбуков (хотя и здесь все чаще встречаются элементы в чехлах), пауэрбанки, некоторые аккумуляторные блоки для электромобилей (особенно в ранних моделях или специфических конструкциях), а также мощные фонари. Благодаря стандартному размеру их относительно легко обрабатывать по отдельности и интегрировать в модульные аккумуляторные системы.
Что такое мешочки?
В отличие от жесткой цилиндрической формы аккумуляторов 18650, элементы pouch имеют гибкий герметичный корпус из полимерного ламината. Такая конструкция обеспечивает большую универсальность форм и размеров, позволяя производителям оптимизировать использование пространства в своих устройствах. Как и 18650, pouch-элементы также являются литий-ионными батареями с аналогичными характеристиками номинального напряжения (около 3,7 В).
Основное внимание при использовании ячеек типа "чехол" часто уделяется достижению определенных форм-факторов устройств и максимизации плотности энергии по весу. Они широко используются в смартфонах, планшетах, многих современных электромобилях (например, в автомобилях Tesla, где в конструктивных блоках батарей используются ячейки большего формата, похожие на чехлы) и беспилотниках, где важны элегантный дизайн и легкий вес, высокая плотность энергии.
Ключевые различия: 18650 и патронные элементы
Хотя оба аккумулятора являются литий-ионными, 18650 и pouch cell значительно отличаются по нескольким ключевым аспектам:
4.1. Форм-фактор и гибкость
Самое очевидное различие заключается в их физической форме. аккумуляторы 18650 имеют фиксированную цилиндрическую форму, которая, несмотря на свою прочность, ограничивает интеграцию конструкции. Их легче обрабатывать как отдельные блоки. С другой стороны, клетки мешочка Они гибкие и могут быть изготовлены в различных формах и размерах, что позволяет более эффективно использовать пространство внутри устройств и создавать более тонкие и уникальные по форме изделия. Ячейки кармашков также могут быть сложены в стопки или слои, чтобы соответствовать конкретным требованиям дизайна.
4.2. Плотность энергии
Когда речь заходит о том, сколько энергии эти батареи могут хранить относительно своего веса (гравиметрическая плотность энергии), клетки мешочка как правило, имеют преимущество. Как правило, ячейки pouch могут достигать гравиметрической плотности энергии около 250-300+ Вт-ч/кг, в то время как 18650 часто находятся в диапазоне 200-250 Вт-ч/кг. Это делает ячейки pouch особенно привлекательными для таких чувствительных к весу приложений, как смартфоны и электромобили с большим запасом хода. Объемная плотность энергии (энергия на один и тот же объем) может быть сопоставимой, но ячейки pouch часто имеют небольшое преимущество и здесь благодаря эффективной многослойности.
4.3. Безопасность
Безопасность - важнейшее условие для любой батареи. аккумуляторы 18650 Металлический корпус обеспечивает структурную целостность и часто включает в себя механизмы сброса давления в случае тепловой аварии, что позволяет предотвратить более катастрофические сбои. Однако если отказ все же произойдет, он может быть более энергоемким. Клетки мешочкаБлагодаря более мягкому корпусу они более склонны к вздутию при перезарядке или повреждении. Хотя при правильно функционирующей системе управления батареей (BMS) они считаются безопасными, тепловой разряд все же может привести к пожару или взрыву. Ячейки Pouch часто в большей степени полагаются на BMS для обеспечения безопасности.
4.4. Стоимость
Благодаря более длительной истории массового производства и стандартизации, аккумуляторы 18650 часто имеют более низкую стоимость единицы энергии (Втч) по сравнению с ячейками в чехлах. Производство мешочных элементов может быть более сложным и адаптированным к конкретным приложениям, что может способствовать более высокой стоимости в расчете на Вт-ч, хотя этот разрыв сокращается по мере расширения производства мешочных элементов.
4.5. Срок службы и долговечность
Срок службы (количество циклов заряда-разряда, которое может выдержать аккумулятор до значительной деградации) в большей степени зависит от химического состава аккумулятора и режима использования, чем от форм-фактора. При использовании сопоставимых химикатов и хорошем уходе аккумуляторы 18650 и pouch могут иметь схожий срок службы. Что касается физической устойчивости к незначительным ударам, то жесткий металлический корпус 18650s может дать небольшое преимущество перед более мягкой оболочкой клетки мешочка.
Преимущества и недостатки
Подводя итог, можно сказать, что здесь рассмотрены плюсы и минусы каждого типа:
5.1. Преимущества аккумуляторов 18650
- Стандартизация и широкая доступность: Легко доступны у многих производителей.
- Как правило, более низкая стоимость одного киловатта: Часто более экономичны в расчете на единицу энергии.
- Прочный цилиндрический форм-фактор: Обеспечивает хорошую физическую защиту.
- Хорошо зарекомендовавшие себя средства безопасности (вентиляция): Может помочь предотвратить тепловой выброс.
5.2. Недостатки аккумуляторов 18650
- Низкая гравиметрическая плотность энергии: Сохраняет меньше энергии при том же весе по сравнению с мешочками.
- Меньшая гибкость при проектировании устройств: Фиксированная форма ограничивает интеграцию в изящные или уникальные по форме устройства.
5.3. Преимущества мешочных ячеек
- Высокая гравиметрическая плотность энергии: Сохраняет больше энергии при том же весе.
- Гибкость форм и размеров: Позволяет оптимизировать использование пространства и дизайн.
- Легкий вес: Корпус из полимерного ламината легче металлического.
5.4. Недостатки мешочных ячеек
- Как правило, более высокая стоимость одного киловатта: Может быть дороже в расчете на единицу энергии.
- Более восприимчивы к повреждениям (проколы, вздутие): Меньше физической защиты.
- Требуются более сложные системы управления аккумуляторами (BMS): Решающее значение для безопасной работы.
Какой из них выбрать?
Выбор лучшего типа аккумулятора не является универсальным; он полностью зависит от области применения. Выберите 18650 Если на первом месте стоит стоимость, подходит надежный, стандартизированный форм-фактор и желательна простота замены. Выбирайте ячейка кармана когда высокая плотность энергии и легкая, гибкая конструкция имеют решающее значение, например, в смартфонах и современных электромобилях.
Заключение
Элементы 18650 и pouch являются важнейшими компонентами технологии литий-ионных аккумуляторов. Цилиндрические 18650 сочетают в себе прочность и доступность, а элементы pouch обеспечивают превосходную плотность энергии и гибкость дизайна. Выбор между ними - это компромисс, основанный на конкретных потребностях и приоритетах питаемого устройства.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
- В: Являются ли элементы в чехлах более безопасными, чем аккумуляторы 18650?
О: Ни то, ни другое не является изначально более безопасным. Безопасность зависит от конструкции и BMS. У 18650 есть вентиляция, а в патронных элементах много зависит от BMS. - В: Какой тип аккумулятора служит дольше?
О: Срок службы зависит от химического состава и условий эксплуатации, а не только от форм-фактора. Оба варианта могут иметь одинаковый срок службы. - В: Являются ли мешочки более мощными?
О: Подача энергии может быть схожей. Ячейки в чехлах часто превосходят по плотности энергии (емкость на вес). - Вопрос: Почему в смартфонах используются чехлы?
О: За гибкость формы, позволяющую вписывать их в тонкие конструкции, и более высокую плотность энергии по весу. - В: Можно ли заменить 18650 на элемент в чехле?
О: Как правило, нет, из-за различий в форм-факторах, подключениях и требованиях BMS. - Вопрос: Какой тип аккумулятора легче?
О: При той же энергии ячейка в чехле обычно легче.
