18650 vs 袋状细胞
在我们这个移动性越来越强、技术越来越发达的世界里,从口袋里的智能手机到路上行驶的电动汽车,锂离子电池为各种各样的设备提供动力。虽然基本化学成分可能相似,但这些电池的形状和尺寸各不相同,而且各有特点。最常见的两种形式是圆柱形 18650 电池 和平面 袋式电池.但它们之间到底有什么区别,为什么您的手机使用一种,而您的笔记本电脑可能使用另一种?
本文将深入探讨 18650 电池和袋装电池的主要区别,分析它们的外形尺寸、能量密度、安全特性、成本和典型应用。最后,您将清楚地了解这些电池类型以及不同设备选择它们的原因。
什么是 18650 电池?
18650 "这个词看起来像是一个技术代码,从某种程度上来说确实如此。这些数字指的是电池的大致尺寸:直径 18 毫米,长度 65 毫米。传统上,"0 "表示圆柱形。这些锂离子充电电池被封装在一个坚固的金属圆筒中,不仅提供了结构的完整性,还包含了内部安全机制。
通常,18650 电池的标称电压约为 3.6V 或 3.7V,容量从 2000mAh 到 3500mAh 不等。18650 电池通常用于笔记本电脑电池组(不过袋装电池也越来越常见)、蓄电池、某些电动汽车电池组(尤其是早期型号或特定设计的电池组)和高功率手电筒。标准化的尺寸使它们相对容易单独处理并集成到模块化电池系统中。
什么是袋细胞?
与 18650 硬质圆柱形电池不同,袋装电池采用柔性密封聚合物层压外壳。这种设计在形状和尺寸方面具有更大的通用性,使制造商能够优化设备空间的利用。与 18650 电池一样,pouch 电池也是锂离子电池,具有类似的标称电压特性(约 3.7V)。
袋式电池的重点通常是实现特定的设备外形尺寸,并最大限度地提高能量密度。你会发现它们被广泛应用于智能手机、平板电脑、许多现代电动汽车(如特斯拉的电动汽车,在其结构电池组中使用了更大规格的袋式电池)和无人机中,在这些设备中,时尚的设计和轻便的高能量存储是至关重要的。
主要区别:18650 电池与袋装电池
虽然两者都是锂离子电池,但 18650 电池和袋装电池在几个关键方面有很大不同:
4.1.外形和灵活性
最明显的区别在于它们的外形。 18650 电池 它们具有固定的圆柱形,虽然坚固耐用,但却限制了设计的整合。它们作为单独的单元更容易处理。另一方面 袋细胞 Pouch Cell 具有柔韧性,可制成各种形状和尺寸,从而更有效地利用设备内的空间,使产品更薄、轮廓更独特。Pouch Cell 还可以堆叠或分层,以满足特定的设计要求。
4.2.能量密度
说到这些电池相对于其重量能储存多少能量(重力能量密度)、 袋细胞 通常具有优势。通常情况下,袋装电池的重力能量密度约为 250-300+ Wh/kg,而 18650 电池的重力能量密度通常在 200-250 Wh/kg 之间。因此,对于智能手机和电动汽车等对重量敏感、行驶里程较长的应用来说,袋装电池尤其具有吸引力。体积能量密度(相同体积的能量)可以相提并论,但由于分层效率高,袋装电池在这方面也略胜一筹。
4.3.安全
安全是任何电池都要考虑的重要因素。 18650 电池 金属外壳提供了结构上的完整性,通常还包括在热失控情况下释放压力的排气装置,从而有可能防止更多灾难性故障的发生。不过,如果发生故障,其能量也会增加。 邮袋细胞这些电池的外壳较软,在过度充电或损坏时更容易膨胀。虽然电池管理系统(BMS)的正常运行通常被认为是安全的,但热失控仍可能导致起火或爆炸。袋装电池通常更依赖 BMS 来确保安全。
4.4.费用
由于其大规模生产和标准化的历史较长、 18650 电池 与袋式电池相比,袋式电池的单位能量(Wh)成本通常较低。袋装电池的制造可能更加复杂,而且需要针对特定应用量身定制,这可能导致单位电量成本较高,不过随着袋装电池生产规模的扩大,这种差距正在缩小。
4.5.寿命和耐久性
循环寿命(电池在显著退化之前可承受的充放电循环次数)更多地取决于电池化学成分和使用模式,而不是外形本身。18650 电池和袋装电池如果使用相似的化学成分并得到良好维护,其循环寿命也差不多。就抵御轻微撞击的物理耐久性而言,18650 和袋装电池的硬质金属外壳可以提供类似的循环寿命。 18650s 相对于较软的外壳,"蜗牛 "的外壳略胜一筹。 袋细胞.
优缺点
总之,下面我们来看看每种类型的优缺点:
5.1.18650 电池的优点
- 标准化和更广泛的可用性: 许多制造商都有现成的产品。
- 一般来说,每瓦特成本较低: 单位能量往往更经济。
- 坚固的圆柱形外形: 提供良好的物理保护。
- 完善的安全功能(通风): 有助于缓解热失控。
5.2.18650 电池的缺点
- 较低的重力能量密度: 与袋式电池相比,相同重量下储存的能量更少。
- 设备设计灵活性较低: 固定的形状限制了与光滑或独特形状设备的集成。
5.3.袋式电池的优点
- 更高的重力能量密度: 相同重量下储存更多能量。
- 形状和尺寸的灵活性 可优化空间利用和设计。
- 重量更轻 聚合物层压外壳比金属轻。
5.4.袋式电池的缺点
- 一般来说,每瓦特成本较高: 单位能源的成本可能更高。
- 更易受损(穿孔、肿胀): 物理保护较少。
- 需要更先进的电池管理系统 (BMS): 对安全运行至关重要。
您应该选择哪一种?
更好的 "电池类型并不是万能的,它完全取决于应用。选择 18650 如果成本是首要考虑因素,适合采用坚固耐用的标准化外形尺寸,并希望易于更换。选择 袋式电池 当高能量密度和轻便灵活的设计至关重要时,例如智能手机和现代电动汽车。
结论
18650 电池和袋装电池都是锂离子电池技术的重要组成部分。圆柱形 18650 电池兼具坚固耐用和经济实惠的特点,而袋装电池则具有出色的能量密度和设计灵活性。如何在两者之间做出选择,需要根据供电设备的具体需求和优先事项进行权衡。
常见问题
- 问:袋装电池比 18650 电池更安全吗?
答:两者本质上都不安全。安全性取决于设计和 BMS。18650 电池有排气装置;袋装电池则主要依靠 BMS。 - 问:哪种电池寿命更长?
答:使用寿命取决于化学成分和使用情况,而不仅仅取决于外形尺寸。两者的循环寿命可能相似。 - 问:袋状细胞的功能更强大吗?
答:功率传输可能类似。袋装电池通常在能量密度(单位重量的存储容量)方面表现出色。 - 问:为什么智能手机使用袋式电池?
答:因为其形状灵活,适合薄型设计,重量能量密度更高。 - 问:能否用袋装电池替换 18650?
答:一般来说,由于外形尺寸、连接方式和 BMS 要求不同,不能使用。 - 问:哪种电池更轻?
答:同样的能量,袋式电池通常更轻。