Vollständige Sammlung von zylindrischen Modellen für Lithiumbatterien, Wissen über zylindrische Lithiumbatterien

abstrakt

Zylindrische Lithiumbatterien werden in Lithiumeisenphosphat, Lithiumkobaltoxid, Lithiummanganat, Kobaltmangangemisch und verschiedene ternäre Materialsysteme unterteilt. Die Schale ist in Stahlschale und Polymer unterteilt. Batterien mit unterschiedlichen Materialsystemen haben unterschiedliche Vorteile.

Vollständige Liste der zylindrischen Lithium-Batterie-Modelle

Zellmodell Nennspannung (V) Nennkapazität (MAH) Ladetemperatur (℃) Entladetemperatur (℃) Ladestrom (a) Entladestrom (a)

ICR18650 (drei Yuan) 3.7V 2200mAh 0~45℃ - 40℃~+60℃ 2.2A (normale Temperatur 1c) 10A (normale Temperatur 5C)

ICR18650 (drei Yuan) 3.7V 2500mAh 0~45℃ - 40℃~+60℃ 2.5A (normale Temperatur 1c) 25A (normale Temperatur 10c)

ICR18650 (drei Yuan) 3.7V 3000mAh 0~45℃ - 40℃~+60℃ 3.0A (Normaltemperatur 1C 15A (Normaltemperatur 5C)

Icr21700 (drei Yuan) 3.7V 4000mAh 0~45℃ - 40℃~+60℃ 4.0a (normale Temperatur 1c) 40A (normale Temperatur 10c)

Ncr18650b (drei Yuan) 3,6 V 3350 mAh 0 ~ 45 ℃ - 20 ~ 60 ℃ 1,625 A 4,875 A

Inr18650-30q (drei Yuan) 3.6V 3000mAh 0~45℃ - 20~75℃ 0.5C 15A

Ifr26650 (Lithiumeisenphosphat) 3,2 V 3200 mAh - 20℃~+45℃ - 40℃~+60℃ 3,2a (normale Temperatur 1c) 10A (normale Temperatur 3C)

Ifr32700 (Lithiumeisenphosphat) 3,2 V 5000 mAh - 20℃~+45℃ - 40℃~+60℃ 5,0 A (Normaltemperatur 1 °C) 25 A (Normaltemperatur 5 °C)

Ifr26650 e3400 (Lithiumeisenphosphat) 3,2 V 3400 mAh 0 ~ 60 ℃ - 10 ~ 60 ℃ 2,0 V 10,2 A

1、 Was ist eine zylindrische Lithiumbatterie ?

1. Definition einer zylindrischen Batterie

Niedertemperatur-Lithium-Eisenphosphat-Akku 3,2 V 20 A

Niedertemperatur-Lithium-Eisenphosphat-Akku 3,2 V 20 A

-Laden bei 20 ℃, -40 ℃ 3C Entladekapazität ≥ 70%

Ladetemperatur: -20~45 ℃

-Entladungstemperatur: -40~+55 ℃

-Maximale Entladungsrate unterstützt bei 40 ℃: 3C

-40 ℃ 3C Entladekapazität Retentionsrate ≥ 70%

Zylindrische Lithiumbatterien werden in Lithiumeisenphosphat, Lithiumkobaltoxid, Lithiummanganat, Kobaltmangangemisch und verschiedene ternäre Materialsysteme unterteilt. Die Schale ist in Stahlschale und Polymer unterteilt. Batterien mit unterschiedlichen Materialsystemen haben unterschiedliche Vorteile. Gegenwärtig werden hauptsächlich zylindrische Lithium-Eisenphosphat-Stahlbatterien in Säulen verwendet, die sich durch hohe Kapazität, hohe Ausgangsspannung, gute Lade-Entlade-Zyklusleistung, stabile Ausgangsspannung, große Stromentladung, stabile elektrochemische Leistung, sichere Verwendung und breites Arbeiten auszeichnen Temperaturbereich und umweltfreundlich. Sie werden häufig in Solarlampen, Rasenlampen, Notstrom, Elektrowerkzeugen und Spielzeugmodellen verwendet.

2. Zylindrische Batteriestruktur

Die Struktur einer typischen zylindrischen Batterie umfasst eine Hülle, eine Kappe, eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, ein Diaphragma, einen Elektrolyten, ein PTC-Element, eine Dichtung, ein Sicherheitsventil usw. Im Allgemeinen ist die Batteriehülle der negative Pol der Batterie, die Kappe der Pluspol der Batterie, und das Batteriegehäuse nimmt eine vernickelte Stahlplatte an.



3. Vorteile der zylindrischen Lithiumbatterie

Niedrigtemperatur-Hochenergiedichte 18650 3350mAh

Niedrigtemperatur-Hochenergiedichte 18650 3350mAh

-40 ℃ 0,5c Entladekapazität ≥ 60%

Ladetemperatur: 0~45 ℃

Entladungstemperatur: -40~+55 ℃

Spezifische Energie: 240 Wh/kg

-40 ℃ Entladekapazität Retentionsrate: 0,5 c Entladekapazität ≥ 60%

Im Vergleich zu Softpack- und quadratischen Lithiumbatterien haben zylindrische Lithiumbatterien die längste Entwicklungszeit, einen höheren Standardisierungsgrad, einen ausgereifteren Prozess, eine hohe Ausbeute und niedrige Kosten.

·Der Produktionsprozess ist ausgereift, die Kosten des Pakets sind niedrig, die Ausbeute an Batterieprodukten ist hoch und die Wärmeableitungsleistung ist gut

·Zylindrische Batterien haben eine Reihe von international einheitlichen Standardspezifikationen und -modellen gebildet, und das Verfahren ist ausgereift und für die kontinuierliche Massenproduktion geeignet.

·Der Zylinder hat eine große spezifische Oberfläche und einen guten Wärmeableitungseffekt.

·Zylindrische Batterien sind im Allgemeinen versiegelte Batterien und es gibt kein Wartungsproblem während des Gebrauchs.

·Das Batteriegehäuse ist hochdruckbeständig, und es treten keine Phänomene wie eine quadratische und flexible Batterieausdehnung während des Gebrauchs auf.

4. Zylindrisches Batteriekathodenmaterial

Derzeit umfassen die gängigen Kathodenmaterialien für kommerzielle zylindrische Batterien hauptsächlich Lithiumkobaltoxid (LiCoO2), Lithiummanganat (LiMn2O4), ternäres (NMC) und Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) usw. Batterien mit unterschiedlichen Materialsystemen haben unterschiedliche Eigenschaften. Der Vergleich ist wie folgt:


Projekt Lithiumkobaltat Lithiumnickelkobaltmangan ternär (linicomno2) Lithiummanganat (LiMn2O4) Lithiumeisenphosphat (LiFePO4)

Stampfdichte (g/cm3) (LiCoO2) 2,0 – 2,3 2,2 – 2,4 1,0 – 1,4

Spezifische Oberfläche (m2/g) 2,8 – 3,0 0,2 – 0,4 0,4 ​​– 0,8 12 – 20

Grammkapazität (mah/g) 0,4~0,6 140~180 90~100 130~140

Spannungsplattform (V) 135~140 drei Punkt fünf drei Punkt acht drei Punkt zwei

Zyklusleistung drei Komma sieben ≥ 500 Mal ≥ 300 Mal ≥ 2000 Mal

Übergangsmetall ≥ 500 mal arm reich sehr reich

Rohstoffkosten schlecht hoch Billig Billig

Umweltschutz Sehr hoch Enthält Nickel und Kobalt ungiftig ungiftig

Sicherheitsleistung Kobalt ist vorzugsweise gut ausgezeichnet

Anwendbare Feldunterschiede Kleine Batterie / Batterie mit geringer Leistung, kostengünstige Batterie Leistungsbatterie / Stromversorgung mit supergroßer Kapazität

Vorteil Kleine und mittlere Batterien Stabile elektrochemische Leistung und gute Zyklusleistung Manganressourcen sind reichlich vorhanden, der Preis ist niedrig und die Sicherheitsleistung ist gut. Hohe Sicherheit, Umweltschutz, lange Lebensdauer

Mangel "Stabiles Laden und Entladen, einfacher Produktionsprozess, teures Kobalt und geringe Lebensdauer" Kobalt ist teuer, hat eine niedrige Energiedichte und eine schlechte Kompatibilität mit Elektrolyten

5. Material der negativen Elektrode der zylindrischen Batterie

Es gibt sechs Arten von negativen Elektrodenmaterialien für zylindrische Batterien: negative Elektrodenmaterialien aus Kohlenstoff, negative Elektrodenmaterialien aus Legierungen, negative Elektrodenmaterialien auf Zinnbasis, negative Elektrodenmaterialien aus Lithium enthaltendem Übergangsmetallnitrid, Nanomaterialien und negative Nanoelektrodenmaterialien.

·Materialien für negative Elektroden aus Kohlenstoff-Nanomaterialien: Gegenwärtig sind die Materialien für negative Elektroden, die in Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden, Kohlenstoffmaterialien, wie z .

·Legierungsanodenmaterialien: einschließlich Legierungen auf Zinnbasis, Legierungen auf Siliziumbasis, Legierungen auf Germaniumbasis, Legierungen auf Aluminiumbasis, Legierungen auf Antimonbasis, Legierungen auf Magnesiumbasis und andere Legierungen, und es gibt derzeit keine kommerziellen Produkte.

· Materialien für negative Elektroden auf Zinnbasis: Materialien für negative Elektroden auf Zinnbasis können in Zinnoxid und Verbundoxid auf Zinnbasis unterteilt werden. Oxid bezieht sich auf das Oxid verschiedener Valenzmetallzinn. Derzeit gibt es keine kommerziellen Produkte.

· Lithiumhaltige Übergangsmetallnitrid-Kathodenmaterialien haben derzeit keine kommerziellen Produkte.

·Materialien im Nanomaßstab: Kohlenstoffnanoröhren, Nanolegierungsmaterialien.

·Nanoanodenmaterial: Nanooxidmaterial

2、 Zylindrische Lithiumbatteriezelle

1. Zylindrische Lithium-Ionen-Batteriemarke

Zylindrische Lithiumbatterien sind bei Lithiumbatterieunternehmen in Japan und Südkorea beliebt, und es gibt auch Großunternehmen, die zylindrische Lithiumbatterien in China herstellen. Die früheste zylindrische Lithiumbatterie wurde 1992 von der Sony Corporation of Japan erfunden.

Bekannte Marken von zylindrischen Lithium-Ionen-Batterien: Sony, Panasonic, Sanyo, Samsung, LG, Wanxiang A123, BIC, Lishen usw.

2. Arten von zylindrischen Lithium-Ionen-Batterien

Zylindrische Lithium-Ionen-Batterien werden normalerweise durch fünf Ziffern dargestellt. Von links beziehen sich die erste und zweite Ziffer auf den Batteriedurchmesser, die dritte und vierte Ziffer auf die Batteriehöhe und die fünfte Ziffer auf den Kreis. Es gibt viele Arten von zylindrischen Lithiumbatterien, die gebräuchlicheren sind 10400, 14500, 16340, 18650, 21700, 26650, 32650 usw.

① 10440-Akku

10440 Batterie ist eine Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Höhe von 44 mm. Es hat die gleiche Größe wie das, was wir oft als "Batterie Nr. 7" bezeichnen. Diese Art von Batterie hat eine geringe Kapazität, nur wenige hundert mAh, und wird hauptsächlich in Mini-Elektronikprodukten verwendet. Zum Beispiel Taschenlampe, Mini-Stereoanlage, Lautsprecher usw.

② 14500-Akku

14500 Akku ist eine Art Lithium-Akku mit einem Durchmesser von 14 mm und einer Höhe von 50 mm. Diese Art von Batterie hat im Allgemeinen 3,7 V oder 3,2 V. Seine Nennkapazität ist relativ gering, was etwas größer ist als die des 10440-Akkus, der im Allgemeinen 1600 mAh beträgt. Seine Entladungsleistung ist überlegen. Die Anwendungsgebiete sind hauptsächlich Unterhaltungselektronik, wie drahtloses Audio, elektrisches Spielzeug, Digitalkameras usw.

③ 16340-Akku

Die 16340-Batterie ist eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 16 mm und einer Höhe von 34 mm. Diese Art von Batterie erscheint oft in Taschenlampen mit starkem Licht, LED-Taschenlampen, Scheinwerfern, Laserlichtern, Beleuchtungskörpern usw., da ihr Lineal etwas kürzer und ihre Kapazität nicht sehr gering ist.

④ 18650-Akku

Die 18650-Batterie ist eine Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 18 mm und einer Höhe von 65 mm. Sein größtes Merkmal ist, dass es eine sehr hohe Energiedichte hat, die fast 170 Wattstunden/kg beträgt. Daher ist diese Batterie eine Batterie mit guter Kostenleistung. Die meisten Batterien, die wir normalerweise sehen, sind diese Art von Batterien, da es sich um eine relativ ausgereifte Lithiumbatterie mit guter Stabilität der Systemqualität in allen Aspekten handelt. Es ist weit verbreitet für Batteriekapazitäten von etwa 10 Kilowattstunden, wie z. B. in Mobiltelefonen, Laptops und anderen kleinen Geräten.

⑤ 21700-Akku

Die 21700-Batterie ist eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 21 mm und einer Höhe von 70 mm. Da sein Volumen zunimmt, wird die Raumnutzungsrate größer und die Energiedichte des Zellmonomers und -systems kann verbessert werden. Seine Volumenenergiedichte ist viel höher als die der 18650-Batterie. Es ist weit verbreitet in digitalen Elektrofahrzeugen, Balance-Autos, Solarenergie-Lithiumbatterie-Straßenlaternen, LED-Leuchten, Elektrowerkzeugen usw.

⑥ 26650 Akku

26650 Batterie ist eine Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 26 mm und einer Höhe von 65 mm, mit einer Nennspannung von 3,2 V und einer Nennkapazität von 3200 mAh. Dieser Akku hat eine hervorragende Kapazität und hohe Konsistenz und ist allmählich zu einem Trend geworden, den 18650-Akku zu ersetzen. Viele Produkte in Power-Batterien werden es auch allmählich bevorzugen.

⑦ 32650 Akku

32650 Batterie ist eine Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 32 mm und einer Höhe von 65 mm. Diese Batterie hat eine starke kontinuierliche Entladekapazität und eignet sich daher besser für elektrisches Spielzeug, Notstromversorgungen, USV-Batterien, Windkrafterzeugungssysteme und ergänzende Wind-Solar-Stromerzeugungssysteme.

3. Entwicklung des Marktes für zylindrische Lithiumbatterien

Der technologische Fortschritt zylindrischer Lithium-Ionen-Batterien resultiert hauptsächlich aus der innovativen Forschung und dem Anwendungsfortschritt von Schlüsselbatteriematerialien. Durch die Entwicklung neuer Materialien werden Batterieleistung, Qualität, Kosten und Sicherheit weiter verbessert. Um den Anforderungen nachgelagerter Anwendungen zur Verbesserung der spezifischen Energie von Batterien gerecht zu werden, können einerseits Materialien mit hoher spezifischer Kapazität verwendet werden, andererseits können Hochvoltmaterialien durch Erhöhung der Ladespannung verwendet werden.

Zylindrische Lithium-Ionen-Batterien haben sich von 14500 zu Tesla 21700-Batterien entwickelt. In der kurz- und mittelfristigen Entwicklung werden wir uns auf die Entwicklung neuer Lithium-Ionen-Batterien und die Verbesserung ihrer Sicherheit konzentrieren, während wir die bestehende System-Lithium-Ionen-Batterietechnologie optimieren, um den groß angelegten Entwicklungsbedarf von neuen Energiefahrzeugen zu decken , Beständigkeit, Lebensdauer und andere Schlüsseltechnologien und gleichzeitig zukunftsweisende Forschung und Entwicklung neuer Systemleistungsbatterien.

Für die mittel- und langfristige Entwicklung von zylindrischen Lithium-Ionen-Batterien werden wir uns bei der kontinuierlichen Optimierung und Verbesserung neuer Lithium-Ionen-Power-Batterien auf die Forschung und Entwicklung neuer System-Power-Batterien konzentrieren, die spezifische Energie erheblich verbessern und die Kosten und realisieren die praktische und groß angelegte Anwendung neuer Systemleistungsbatterien.

4、 Vergleich zwischen zylindrischer Lithiumbatterie und quadratischer Lithiumbatterie


1. Batterieform: Die quadratische Größe kann beliebig gestaltet werden, während die zylindrische Batterie nicht verglichen werden kann.

2. Vergrößerungseigenschaften: Aufgrund der Prozessbeschränkung beim Schweißen von zylindrischen Batterien mit mehreren Ösen sind die Vergrößerungseigenschaften etwas schlechter als bei quadratischen Batterien mit mehreren Ösen.

3. Entladungsplattform: Für Lithiumbatterien mit den gleichen Anoden- und Kathodenmaterialien und Elektrolyten sollte die Entladungsplattform theoretisch gleich sein, aber die Entladungsplattform ist quadratisch, Lithiumbatterien sind etwas höher.

4. Produktqualität: Der Herstellungsprozess von zylindrischen Batterien ist relativ ausgereift, die Wahrscheinlichkeit von Polschuhen mit sekundären Schlitzfehlern ist gering, und die Reife und Automatisierung des Wickelprozesses sind relativ hoch. Derzeit ist der Laminierungsprozess noch semi-manuell, was sich negativ auf die Qualität der Batterien auswirkt.

5. Polschuhschweißen: Der Polschuh einer zylindrischen Batterie ist einfacher zu schweißen als der einer quadratischen Lithiumbatterie; Die quadratische Lithiumbatterie ist anfällig für falsches Löten, was die Batteriequalität beeinträchtigt.

6. Pack-Gruppierung: Zylindrische Batterien sind einfacher zu verwenden, daher ist die Pack-Technologie einfach und der Wärmeableitungseffekt ist gut; Das Problem der Wärmeableitung sollte beim Verpacken von quadratischen Lithiumbatterien gelöst werden.

7. Strukturmerkmale: Die chemische Aktivität an den Ecken der quadratischen Lithiumbatterie ist schlecht, die Energiedichte der Batterie lässt nach längerem Gebrauch leicht nach und die Batterielebensdauer ist kurz.

5、 Vergleich zwischen zylindrischer Lithiumbatterie und weich gepackter Lithiumbatterie

1. Die Sicherheitsleistung des Softpack-Akkus ist gut. Die Softpack-Batterie ist mit Aluminium-Kunststofffolie in Struktur verpackt. Im Falle von Sicherheitsproblemen wird die Softpack-Batterie im Allgemeinen explodieren und brechen, anstatt wie die Stahlhülle oder die Aluminiumhüllenzelle zu explodieren; Sie ist einer zylindrischen Lithiumbatterie in der Sicherheitsleistung überlegen.

2. Das Gewicht des Softpack-Akkus ist relativ gering. Das Gewicht des Softpack-Akkus ist 40 % geringer als das des Stahlgehäuse-Lithium-Akkus mit der gleichen Kapazität und 20 % geringer als das des zylindrischen Aluminiumgehäuse-Lithium-Akkus; Der Innenwiderstand der Softpack-Batterie ist kleiner als der der Lithiumbatterie, wodurch der Eigenverbrauch der Batterie stark reduziert werden kann;

3. Die Zyklusleistung des Softpack-Akkus ist gut und die Zykluslebensdauer des Softpack-Akkus ist länger. Die Dämpfung von 100 Zyklen ist 4% - 7% geringer als die der zylindrischen Batterie mit Aluminiumgehäuse;

4. Das Design des Softpack-Akkus ist relativ flexibel, die Form kann variabel sein und er kann dünner sein. Es kann an die Bedürfnisse der Kunden angepasst und neue Zellmodelle entwickelt werden. Die zylindrische Lithiumbatterie weist diesen Zustand nicht auf.

5. Verglichen mit zylindrischen Lithiumbatterien sind die Nachteile von weichgepackten Batterien schlechte Konsistenz, hohe Kosten und leichtes Auslaufen. Die hohen Kosten können durch Massenproduktion gelöst werden, und das Auslaufen kann durch Verbesserung der Qualität des Aluminium-Kunststoff-Films gelöst werden.