Ciencia popular, ¿qué es la celda de batería de 18650?

La celda de batería de 18650 se destaca entre muchos tipos de celdas de batería con su tamaño estándar preciso de 18650 mm y apariencia cilíndrica clásica. Este tipo de núcleo de batería se ha utilizado ampliamente en varios equipos electrónicos debido a su tecnología de producción madura y su rendimiento confiable.

Como componente clave de la nueva tecnología energética, 18650 baterías no solo mejoran la eficiencia general de los sistemas de almacenamiento de energía, sino que también promueven el desarrollo innovador de industrias como productos electrónicos portátiles y vehículos eléctricos. A continuación, exploremos las características de la celda de batería de 18650 y sus perspectivas de aplicación en el mundo de la energía en constante cambio.

La celda 18650 es una batería de iones de litio cilíndrica recargable ampliamente utilizada. La batería lleva el nombre de sus características de tamaño, que tienen aproximadamente 18 mm de diámetro y 65 mm de longitud, con el "0" al final que indica que es cilíndrico.

18650 Las celdas de la batería se favorecen en muchos campos debido a su alta densidad de energía, vida larga y características de descarga estable.

Historia del desarrollo

1991: Sony comercializa la primera batería de iones de litio, marcando el comienzo de la moderna era de la batería recargable.

1996: Panasonic lanzó la primera celda de batería de 18650, que luego se convirtió en la corriente principal del mercado de baterías de iones de litio.

2006: Tesla Motors liberó su primer automóvil eléctrico, el roadster, que utilizó un paquete de baterías de gran capacidad compuesta por miles de celdas de 18650.

2010: Tesla lanzó el Modelo S, que utilizó una batería compuesta por celdas 18650 de mayor capacidad para lograr un rango de crucero más largo.

2013: Se anunció que Panasonic y Tesla cooperarían para establecer la Gigafactory, especializada en la producción de celdas de batería de 18650 para satisfacer las necesidades de los vehículos eléctricos Tesla.

2015: los fabricantes como LG Chem y Samsung SDI comenzaron a lanzar baterías 18650 de mayor capacidad, proporcionando un rango de crucero más largo y una mayor densidad de energía.

2017: se anunció que Tesla cooperará con Panasonic para desarrollar una celda de batería 21700 de mayor capacidad y la usaría por primera vez en el Modelo 3.

2018: Tesla anunció que construiría su propia gigafactory en Shanghai, China, para producir celdas de batería de 18650 y 21700 celdas de baterías para satisfacer la demanda del mercado.

2020: Con el rápido crecimiento del mercado de vehículos eléctricos y la popularidad de la energía renovable, las celdas de 18650 continúan siendo ampliamente utilizadas en vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento de energía y dispositivos electrónicos portátiles.

2021: Algunos fabricantes de baterías comienzan a lanzar baterías 18650 con mayor capacidad y mayor densidad de energía para satisfacer la creciente demanda y mejorar el rendimiento de la batería.

Sistema de materiales

Como la forma principal de las baterías cilíndricas de iones de litio, las baterías de 18650 tienen un rico sistema de material. El sistema de materiales de las baterías de litio implica principalmente materiales de electrodo positivos, materiales de electrodos negativos, electrolitos y separadores. Los siguientes son los sistemas de material utilizados en estas piezas principales:

Material de cátodo

Óxido de cobalto de litio (Lipoo2): un material ampliamente utilizado en las baterías tempranas de iones de litio, proporcionando una mayor densidad de energía, pero un costo más alto y una estabilidad térmica deficiente.

Óxido de cobalto de níquel de litio (linimncoo2, denominado NMC): equilibra la densidad de energía, el costo y la seguridad, y se usa ampliamente en vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos portátiles.

Óxido de aluminio de cobalto de níquel de litio (Linicoalo2, NCA para abreviar): proporciona alta densidad de energía y a menudo se usa en aplicaciones que requieren alto rendimiento, como ciertos modelos de vehículos eléctricos.

Litio de hierro fósforo (LifepO4, denominado LFP): tiene buena estabilidad térmica y larga vida útil, pero tiene una densidad de energía relativamente baja y es adecuada para aplicaciones con altos requisitos de seguridad.

El óxido de litio manganeso (LIMN2O4, denominado LMO): tiene mejores características de poder y estabilidad térmica, pero la vida del ciclo más corta.

material de electrodo negativo

Grafito: el material de electrodo negativo más utilizado, se usa ampliamente debido a su buena estabilidad y bajo costo.

Carbono duro: tiene una mayor eficiencia de primer paso y mejores características de potencia que el grafito y a menudo se usa en aplicaciones especiales.

Óxido de titanio de litio (Li4Ti5O12, denominado LTO): proporciona una excelente estabilidad y seguridad del ciclo, pero tiene baja densidad de energía.

Electrólito

Se compone de sal de litio (como el litio hexafluorofosfato LIPF6) disuelto en uno o más solventes orgánicos (como EC: carbonato de etilo, DEC: carbonato dietílico, DMC: carbonato de dimetilo, etc.).

diafragma

Principalmente hechos de materiales de poliolefina, como polipropileno (PP) y polietileno (PE), existen en formas de capa múltiple o una sola capa para aislar los electrodos positivos y negativos al tiempo que permiten que los iones de litio pasen.

Estos diferentes sistemas materiales afectan el rendimiento de las células 18650, incluida la densidad de energía, la densidad de energía, la vida del ciclo, la seguridad y el costo. Diferentes aplicaciones tienen diferentes requisitos para estos parámetros, por lo que deben sopesarse varios factores al diseñar celdas para satisfacer las necesidades específicas. A medida que se desarrolla la tecnología, se están investigando nuevos materiales y compuestos para mejorar aún más el rendimiento y la seguridad de las celdas de la batería.

Áreas de aplicación

herramientas eléctricas

18650 Las baterías se utilizan ampliamente en herramientas eléctricas, como taladros eléctricos, destornilladores eléctricos, sierras eléctricas, etc. Su alta densidad de energía y alta potencia de descarga permiten herramientas eléctricas para proporcionar un tiempo de uso de larga duración y un rendimiento de trabajo eficiente.

dispositivos electrónicos portátiles

Las celdas de batería 18650 se usan ampliamente en dispositivos electrónicos portátiles, como computadoras portátiles, tabletas, bancos de energía de teléfonos móviles, etc. Su capacidad relativamente grande y su naturaleza recargable permiten que estos dispositivos proporcionen un uso duradero y se pueden recargar para su uso nuevamente.

sistema de almacenamiento de energía

Con el rápido desarrollo de energía renovable, los sistemas de almacenamiento de energía se han convertido en un componente clave. Las celdas de batería de 18650 se utilizan ampliamente en los sistemas de almacenamiento de energía para almacenar energía eléctrica de fuentes de energía renovable, como energía solar y eólica para su uso durante el día o durante los períodos de no ventana.

Electrónica de consumo

Las celdas de batería 18650 también se usan en otros productos electrónicos de consumo, como consolas de juegos de mano, cigarrillos electrónicos, drones, etc. Su alta densidad de energía y su naturaleza recargable permiten que estos productos proporcionen un uso duradero y un rendimiento estable.

Resumir:

Las celdas de batería 18650 siguen siendo un tipo con una participación muy alta en el mercado de baterías de litio, jugando un papel importante en los nuevos vehículos de energía y otros campos emergentes como el almacenamiento de energía.

A medida que avanza la tecnología, es previsible que las celdas de batería de 18650 se optimizarán e innovarán aún más en el futuro. Como una batería cilíndrica clásica típica, el mercado no la eliminará en poco tiempo. Sin embargo, una mayor densidad de energía y una mayor vida del ciclo son sus principales direcciones de desarrollo. Esto traerá una fuente de alimentación más duradera a áreas como dispositivos electrónicos portátiles, herramientas eléctricas y vehículos eléctricos, y promover el desarrollo de nuevos campos de energía.

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