Vollständige Sammlung zylindrischer Modelle von Lithiumbatterien, Kenntnisse über zylindrische Lithiumbatterien

 

Zellmodell	Nennspannung (V)	Nennkapazität (mAh)	Ladetemperatur (Grad)	Entladungstemperatur (Grad)	Ladestrom (A)	Entladestrom (A)
ICR18650 (ternär)	3.7V	2200 mAh	0~45 Grad	-40 Grad ~+60 Grad	2,2 A (normale Temperatur 1 °C)	10A (normale Temperatur 5C)
ICR18650 (ternär)	3.7V	2500 mAh	0~45 Grad	-40 Grad ~+60 Grad	2,5 A (normale Temperatur 1 °C)	25A (normale Temperatur 10C)
ICR18650 (ternär)	3.7V	3000 mAh	0~45 Grad	-40 Grad ~+60 Grad	3.0A(normale Temperatur1C)	15A (normale Temperatur 5C)
ICR21700 (ternär)	3.7V	4000 mAh	0~45 Grad	-40 Grad ~+60 Grad	4.0A(normale Temperatur1C)	40A (normale Temperatur 10C)
NCR18650B (ternär)	3.6V	3350 mAh	0~45 Grad	-20~60 Grad	1.625A	4.875A
INR18650-30Q(ternär)	3.6V	3000 mAh	0~45 Grad	-20~75 Grad	0.5C	15A
IFR26650 (Lithiumeisenphosphat)	3.2V	3200 mAh	-20 Grad ~+45 Grad	-40 Grad ~+60 Grad	3,2 A (normale Temperatur 1 °C)	10A (normale Temperatur 3C)
IFR32700 (Lithiumeisenphosphat)	3.2V	5000 mAh	-20 Grad ~+45 Grad	-40 Grad ~+60 Grad	5.0A(normale Temperatur1C)	25A (normale Temperatur 5C)
IFR26650 E3400 (Lithiumeisenphosphat)	3.2V	3400 mAh	0~60 Grad	-10~60 Grad	2.0V	10.2A

 

1, Was ist eine zylindrische Lithiumbatterie?

1. Definition von zylindrischen Batterien

Zylindrische Lithiumbatterien werden in drei verschiedene Systeme unterteilt: Lithiumeisenphosphat, Lithiumkobaltoxid, Lithiummanganoxid, Kobaltmanganmischung und ternäre Materialien. Die Außenhülle ist in zwei Typen unterteilt: Stahlhülle und Polymerhülle. Unterschiedliche Materialsysteme haben unterschiedliche Vorteile für Batterien. Derzeit werden hauptsächlich zylindrische Lithium-Eisenphosphat-Batterien mit Stahlgehäuse als Hauptbatterietyp verwendet. Diese Batterien verfügen über eine hohe Kapazität, eine hohe Ausgangsspannung, eine gute Lade-/Entladezyklusleistung, eine stabile Ausgangsspannung, eine Hochstromentladung, eine stabile elektrochemische Leistung, eine sichere Verwendung, einen großen Arbeitstemperaturbereich und sind umweltfreundlich. Sie werden häufig in Solarlampen, Rasenlampen, Notstromlampen, Elektrowerkzeugen und Spielzeugmodellen verwendet.

2. Zylindrische Batteriestruktur

Eine typische zylindrische Batteriestruktur umfasst: Gehäuse, Kappe, positive Elektrode, negative Elektrode, Membran, Elektrolyt, PTC-Element, Dichtung, Sicherheitsventil usw. Das allgemeine Batteriegehäuse ist die negative Elektrode der Batterie, die Kappe ist die positive Elektrode Die Batterie und das Batteriegehäuse bestehen aus vernickeltem Stahlblech.

3. Die Vorteile zylindrischer Lithiumbatterien

Im Vergleich zu Softpacks und quadratischen Lithiumbatterien weisen zylindrische Lithiumbatterien die längste Entwicklungszeit, eine höhere Standardisierung, ausgereiftere Prozesse, höhere Ertragsraten und niedrigere Kosten auf.

·Ausgereifter Produktionsprozess, niedrige PACK-Kosten, hohe Ausbeute an Batterieprodukten und gute Wärmeableitungsleistung

·Die zylindrische Batterie hat eine Reihe international einheitlicher Standardspezifikationen und -modelle mit ausgereifter Technologie gebildet, die für die kontinuierliche Produktion in großem Maßstab geeignet sind.

·Die spezifische Oberfläche eines Zylinders ist groß und die Wärmeableitungswirkung ist gut.

·Zylindrische Batterien sind im Allgemeinen versiegelte Batterien und es gibt während des Gebrauchs keine Wartungsprobleme.

·Das Batteriegehäuse weist eine hohe Druckbeständigkeit auf und es kommt während des Gebrauchs nicht zu Phänomenen wie einer quadratischen oder weichen Verpackung der Batterie

4. Positives Elektrodenmaterial für zylindrische Batterien

Zu den gängigen kommerziellen positiven Elektrodenmaterialien für zylindrische Batterien gehören derzeit hauptsächlich Lithiumkobaltoxid (LiCoO2), Lithiummanganoxid (LiMn2O4), ternäres (NMC), Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) usw. Verschiedene Materialsysteme haben unterschiedliche Eigenschaften für Batterien , und der Vergleich ist wie folgt:

Projekt	Lithiumkobaltoxid	Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan-ternär (LiNiCoMnO2)	Lithiummanganat (LiMn2O4)	Lithiumeisenphosphat (LiFePO4)
Klopfdichte (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	3.5	3.8	3.2
Radsportleistung	3.7	Größer oder gleich 500 Bestellungen	Größer oder gleich 300Ordnung	Größer oder gleich 2000Ordnung
Übergangsmetall	Größer oder gleich 500 Bestellungen	arm	Reichtum	Sehr reich
Rohstoffkosten	arm	hoch	niedrig	niedrig
Umweltschutz	Sehr hoch	Enthält Nickel und Kobalt	ungiftig	ungiftig
Sicherheit	Kobalthaltig	vorzugsweise	Gut	exzellent
Anwendungen	arm	Kleiner Akku/kleiner Power-Akku	Power-Batterien, kostengünstige Batterien	Power-Akku/Netzteil mit extrem großer Kapazität
Vorteil	Kleine und mittlere Batterien	Stabile elektrochemische Leistung und gute Zyklenleistung	Manganvorkommen sind reichlich vorhanden, die Preise sind niedrig und die Sicherheit ist gut	Hohe Sicherheit, Umweltschutz und lange Lebensdauer
Nachteil	„Stabiles Laden und Entladen, einfacher Produktionsprozess, hoher Kobaltpreis und kurze Lebensdauer“	Kobalt ist teuer	Geringe Energiedichte und schlechte Elektrolytverträglichkeit	Schlechte Leistung bei niedrigen Temperaturen und niedrige Entladespannung

 

5. Negatives Elektrodenmaterial für zylindrische Batterien

Es gibt ungefähr sechs Arten von negativen Elektrodenmaterialien für zylindrische Batterien: negative Elektrodenmaterialien aus Kohlenstoff, negative Elektrodenmaterialien aus Legierungen, negative Elektrodenmaterialien auf Zinnbasis, negative Elektrodenmaterialien mit Lithium enthaltendem Übergangsmetallnitrid, nanoskalige Materialien und negative Elektrodenmaterialien im Nanomaßstab.

·Material der negativen Elektrode aus nanoskaligem Kohlenstoffmaterial: Derzeit sind die meisten negativen Elektrodenmaterialien, die in Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden, Kohlenstoffmaterialien wie künstlicher Graphit, natürlicher Graphit, mesophasige Kohlenstoffmikrokügelchen, Petrolkoks, Kohlenstofffasern, Pyrolyseharzkohlenstoff usw.

·Legierte negative Elektrodenmaterialien: einschließlich Legierungen auf Zinnbasis, Legierungen auf Siliziumbasis, Legierungen auf Germaniumbasis, Legierungen auf Aluminiumbasis, Legierungen auf Antimonbasis, Legierungen auf Magnesiumbasis und andere Legierungen. Derzeit sind keine kommerziellen Produkte verfügbar.

·Negative Elektrodenmaterialien auf Zinnbasis: Negative Elektrodenmaterialien auf Zinnbasis können in zwei Typen unterteilt werden: Zinnoxid und Verbundoxid auf Zinnbasis. Unter Oxiden versteht man die Oxide des Metalls Zinn unterschiedlicher Wertigkeit. Derzeit sind keine kommerziellen Produkte verfügbar.

·Es gibt derzeit keine kommerziellen Produkte für Lithium enthaltende negative Elektrodenmaterialien aus Übergangsmetallnitrid.

·Nanoskalige Materialien: Kohlenstoffnanoröhren, Nanolegierungsmaterialien.

·Nano-Negativelektrodenmaterial: Nanooxidmaterial.

2, zylindrische Lithiumbatteriezellen

1. Marke für zylindrische Lithium-Ionen-Batteriezellen

Zylindrische Lithiumbatterien erfreuen sich bei Lithiumbatterieunternehmen in Japan und Südkorea großer Beliebtheit, und auch in China gibt es namhafte Unternehmen, die zylindrische Lithiumbatterien herstellen. Die erste zylindrische Lithiumbatterie wurde 1992 vom japanischen Unternehmen SONY erfunden.

Berühmte Marke für zylindrische Lithium-Ionen-Akkus: Sony, Panasonic, Sanyo, Samsung, LG, Wanxiang A123, Bike, Lishen usw.

2. Arten zylindrischer Lithium-Ionen-Batterien

Zylindrische Lithium-Ionen-Zellen werden üblicherweise durch fünf Ziffern dargestellt. Von links beginnend beziehen sich die erste und zweite Ziffer auf den Durchmesser der Batterie, die dritte und vierte Ziffer auf die Höhe der Batterie und die fünfte Ziffer stellt einen Kreis dar. Es gibt viele Modelle zylindrischer Lithiumbatterien, darunter 10400, 14500, 16340, 18650, 21700, 26650, 32650 usw.

① 10440 Batterie

Bei der 10440-Batterie handelt es sich um eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Höhe von 44 mm. Er hat die gleiche Größe wie der allgemein als „Nr. 7-Akku“ bezeichnete Akku und seine Kapazität ist im Allgemeinen sehr gering, nur einige hundert mAh. Es wird hauptsächlich in Mini-Elektronikprodukten verwendet. Zum Beispiel Taschenlampen, Mini-Lautsprecher, Verstärker usw.

② 14500 Batterie

Bei der 14500-Batterie handelt es sich um eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 14 mm und einer Höhe von 50 mm. Dieser Batterietyp hat im Allgemeinen eine Spannung von 3,7 V oder 3,2 V und eine relativ geringe Nennkapazität, etwas größer als die 10440-Batterie, normalerweise 1600 mAh. Es verfügt über eine hervorragende Entladungsleistung und wird hauptsächlich in der Unterhaltungselektronik verwendet, beispielsweise in drahtlosen Audiogeräten, elektrischen Spielzeugen, Digitalkameras usw.

③ 16340 Batterie

Bei der 16340-Batterie handelt es sich um eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 16 mm und einer Höhe von 34 mm. Aufgrund seiner geringeren Höhe und relativ geringen Kapazität wird es häufig in Taschenlampen mit starkem Licht, LED-Taschenlampen, Scheinwerfern, Laserlichtern, Beleuchtungskörpern und anderen Anwendungen verwendet.

④ 18650 Batterie

Bei der 18650-Batterie handelt es sich um eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 18 mm und einer Höhe von 65 mm. Sein größtes Merkmal ist seine sehr hohe Energiedichte, die fast 170 Wattstunden/kg erreicht. Daher handelt es sich bei diesem Batterietyp um eine kostengünstige Batterie. Wir sehen diesen Batterietyp häufig, da es sich um eine relativ ausgereifte Lithiumbatterie mit einer in allen Aspekten guten Stabilität der Systemqualität handelt. Es wird häufig in Batteriekapazitätsszenarien von etwa 10 Kilowattstunden eingesetzt, beispielsweise in Kleingeräten wie Mobiltelefonen und Laptops.

⑤ 21700 Batterien

Bei der 21700-Batterie handelt es sich um eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 21 mm und einer Höhe von 70 mm. Durch das vergrößerte Volumen steigt die Raumnutzungseffizienz und die Energiedichte von Batteriezellen und -systemen kann verbessert werden. Seine volumetrische Energiedichte ist viel höher als die einer 18650-Batterie und wird häufig in digitalen Fahrzeugen, Elektrofahrzeugen, Balance-Autos, solarbetriebenen Straßenlaternen mit Lithiumbatterien, LED-Leuchten, Elektrowerkzeugen usw. verwendet.

⑥ 26650 Batterie

Bei der 26650-Batterie handelt es sich um eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 26 mm und einer Höhe von 65 mm, einer Nennspannung von 3,2 V und einer Nennkapazität von 3200 mAh. Dieser Batterietyp verfügt über eine hervorragende Kapazität und hohe Konsistenz und hat sich nach und nach zum Trend entwickelt, 18650-Batterien zu ersetzen. Auch viele Produkte im Bereich Power-Batterien werden nach und nach davon profitieren.

⑦ 32650 Batterie

Bei der 32650-Batterie handelt es sich um eine Art Lithiumbatterie mit einem Durchmesser von 32 mm und einer Höhe von 65 mm. Dieser Batterietyp verfügt über eine starke Dauerentladekapazität und eignet sich daher für Elektrospielzeug, Notstromquellen, USV-Batterien, Windkraftanlagen und ergänzende Windenergieanlagen.

3, Entwicklung des Marktes für zylindrische Lithiumbatterien

Der technologische Fortschritt zylindrischer Lithium-Ionen-Batterien beruht hauptsächlich auf der Innovationsforschung und dem Anwendungsfortschritt wichtiger Batteriematerialien. Durch die Entwicklung neuer Materialien wird die Batterieleistung weiter verbessert, die Qualität verbessert, die Kosten gesenkt und die Sicherheit erhöht. Um den Anforderungen nachgelagerter Anwendungen zur Verbesserung der spezifischen Energie von Batterien gerecht zu werden, können einerseits Materialien mit hoher spezifischer Kapazität und andererseits Hochspannungsmaterialien durch Erhöhung der Ladespannung eingesetzt werden.

Die zylindrische Lithium-Ionen-Batterie hat sich von 14500 zu Tesla 21700 weiterentwickelt. Kurz- bis mittelfristig liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung, während die bestehende Lithium-Ionen-Batterietechnologie optimiert wird, um den Anforderungen der groß angelegten Entwicklung neuer Energiefahrzeuge gerecht zu werden neue Lithium-Ionen-Power-Batterien, Verbesserung ihrer Sicherheit, Konsistenz und Lebensdauer sowie zukunftsweisende Forschung und Entwicklung neuer System-Power-Batterien.

Um die mittel- und langfristige Entwicklung zylindrischer Lithium-Ionen-Batterien zu erreichen und gleichzeitig neue Lithium-Ionen-Leistungsbatterien kontinuierlich zu optimieren und zu verbessern, werden wir uns auf die Forschung und Entwicklung neuer System-Leistungsbatterien konzentrieren und die spezifische Energie deutlich verbessern Reduzierung der Kosten und Erzielung einer praktischen und groß angelegten Anwendung neuer Systemleistungsbatterien.

4, Vergleich zwischen zylindrischen Lithiumbatterien und quadratischen Lithiumbatterien

1. Batterieform: Die Größe des Quadrats kann beliebig gestaltet werden, während zylindrische Batterien nicht vergleichbar sind.

2. Multiplikationseigenschaften: Aufgrund der Prozessbeschränkungen beim Schweißen von Multipolohren in zylindrischen Batterien sind die Multiplikationseigenschaften etwas schlechter als bei quadratischen Multipolohrbatterien.

3. Entladeplattform: Eine Lithiumbatterie, die die gleichen positiven und negativen Elektrodenmaterialien und den gleichen Elektrolyten verwendet, sollte theoretisch eine einheitliche Entladeplattform haben, aber die Entladeplattform in einer quadratischen Lithiumbatterie ist etwas höher.

4. Produktqualität: Der Herstellungsprozess zylindrischer Batterien ist relativ ausgereift und die Wahrscheinlichkeit sekundärer Schnittfehler in der Elektrode ist gering. Darüber hinaus sind der Reifegrad und der Automatisierungsgrad des Wickelprozesses relativ hoch. Derzeit erfolgt der Laminierungsprozess noch teilweise manuell, was sich negativ auf die Batteriequalität auswirkt.

5. Polohrschweißen: Das Polohr von zylindrischen Batterien lässt sich leichter schweißen als das von quadratischen Lithiumbatterien; Quadratische Lithiumbatterien neigen zu Fehllötungen, was sich auf die Qualität der Batterie auswirkt.

6. PACK-Gruppierung: Zylindrische Batterien haben eine benutzerfreundlichere Funktion, daher ist die PACK-Technologie einfach und hat eine gute Wärmeableitungswirkung; Beim Verpacken quadratischer Lithiumbatterien muss das Problem der Wärmeableitung gelöst werden.

7. Strukturmerkmale: Die chemische Aktivität an den Ecken der quadratischen Lithiumbatterie ist gering und die Energiedichte der Batterie neigt dazu, nach längerem Gebrauch abzunehmen, was zu einer kurzen Batterielebensdauer führt.

5, Vergleich zwischen zylindrischen Lithiumbatterien und Softpack-Lithiumbatterien

1. Softpack-Batterien weisen eine gute Sicherheitsleistung auf. Die Struktur von Softpack-Batterien ist mit einer Aluminium-Kunststofffolie verpackt. Bei Sicherheitsproblemen platzen und brechen Softpack-Batterien im Allgemeinen, im Gegensatz zu Stahl- oder Aluminiumhüllenzellen, die explodieren können. Hinsichtlich der Sicherheitsleistung ist sie zylindrischen Lithiumbatterien überlegen.

2. Softpack-Batterien sind relativ leicht, ihr Gewicht ist 40 % geringer als bei Lithiumbatterien mit Stahlgehäuse und gleicher Kapazität und 20 % leichter als bei Lithiumbatterien mit zylindrischem Aluminiumgehäuse; Niedriger Innenwiderstand, der Innenwiderstand von Softpack-Batterien ist kleiner als der von Lithiumbatterien, was den Eigenverbrauch der Batterie erheblich reduzieren kann;

3. Softpack-Batterien bieten eine gute Ladeleistung und eine längere Lebensdauer. Die Dämpfung nach 100 Zyklen ist 4 bis 7 % geringer als bei zylindrischen Batterien mit Aluminiumhülle;

4. Das Design des Softpack-Akkus ist relativ flexibel, mit einer variablen Form, die dünner sein kann. Es kann je nach Kundenwunsch individuell angepasst und neue Batteriezellmodelle entwickelt werden. Allerdings erfüllen zylindrische Lithiumbatterien diese Bedingung nicht.

Die Nachteile von Softpack-Batterien im Vergleich zu zylindrischen Lithiumbatterien sind schlechte Konsistenz, hohe Kosten und leichtes Auslaufen. Hohe Kosten können durch Massenproduktion gelöst werden, während Undichtigkeiten durch eine Verbesserung der Qualität der Aluminium-Kunststoff-Folie behoben werden können.