Když se zamyslíte nad dobíjecími zařízeními, jako je baterka, baterie do notebooku nebo dokonce elektromobil, obvykle se spoléhají na speciální baterie uvnitř. Často se jedná o lithium-iontové baterie. Dodávají se v různých tvarech a velikostech. Dlouhou dobu byla běžná jedna velikost: 18650. V poslední době se však velmi populární stala jiná velikost, zejména v novějších zařízeních a vozidlech: 21700.
Velikost a typ bateriového článku použitého uvnitř zařízení jsou opravdu důležité konstrukční volby. Ovlivňují:
1. Jaký má zařízení výkon?
2. Jak dlouho to trvá?
3. A jak je velký nebo těžký?
Jednoduše řečeno, výběr správného bateriového článku je velmi důležitý. Tento bod je důležitý pro každého, kdo staví a používá elektroniku.
Začněme někde a porovnejme bateriové články 18650 a 21700, abychom zjistili, co se liší a proč se používají oba.
Co jsou baterie 18650 a 21700?
Zaprvé, co tato čísla znamenají? Nejsou to jen náhodné kódy. Inženýři vědí, že je to vlastně jednoduchý způsob, jak zjistit velikost článku baterie.
18650
Toto jméno se rozkládá na dimenze.
• Číslo 18 znamená, že baterie má průměr 18 milimetrů (mm).
• Číslo 65 znamená, že baterie je dlouhá 65 milimetrů (mm).
• Číslo 0 na konci obvykle znamená, že se jedná o válcovitý tvar baterie.
Takže baterie 18650 je válec o průměru 18 mm a výšce 65 mm. Po mnoho let to byl standard pro vysokoenergetické dobíjecí články. Víte, používala se ve všem od notebooků až po mnoho raných elektrokol.
21700
Toto se řídí stejným vzorem.
• Číslo 21 znamená, že baterie má průměr 21 milimetrů (mm).
• Číslo 70 znamená, že baterie je dlouhá 70 milimetrů (mm).
• 0 opět znamená, že je válcovitý.
Takže baterie 21700 je válec o průměru 21 mm a výšce 70 mm. V podstatě je o něco tlustší a o něco delší než baterie 18650.
Baterie 21700 je rozhodně fyzicky větší než 18650. Tento rozdíl ve velikosti, i když se zdá malý, má velký vliv na výkon.
O PCBasicu
Čas jsou ve vašich projektech peníze – a PCBasic chápe PCBasic je Firma pro montáž desek plošných spojů který pokaždé přináší rychlé a bezchybné výsledky. Náš komplexní Montážní služby PCB zahrnují odbornou technickou podporu v každém kroku, což zajišťuje špičkovou kvalitu každé desky. Jako přední Výrobce sestav plošných spojů, Nabízíme komplexní řešení, které zefektivní váš dodavatelský řetězec. Spolupracujte s naší pokročilou Továrna na prototypy plošných spojů pro rychlé vyřízení a vynikající výsledky, na které se můžete spolehnout.
Klíčové rozdíly: Velikost, kapacita, výkon a další
Porovnání těchto dvou velikostí odhaluje, proč výrobci preferují jednu před druhou. Toho si všimnete, jakmile se podíváte na specifikace.
1. Velikost a rozměry
Jak jsme již zmínili, baterie 21700 je o 3 mm širší a o 5 mm delší než 18650. I když jsou tyto rozdíly malé, znamenají, že zařízení určené pro jednu baterii nemůže být kompatibilní s druhou bez změny držáku baterie a vnitřního uspořádání. Nelze je zaměnit jen proto, že vypadají podobně. Dá se říci, že je to nejčastější „chyba“, začátečníci si možná myslí, že je mohou jednoduše vyměnit, ale nepanikařte, jde o jednoduchý problém s fyzickou velikostí.
2. Kapacita (kolik energie uchovávají)
To je zásadní rozdíl. Protože je baterie 21700 větší, má větší vnitřní objem. Tento dodatečný prostor umožňuje výrobcům umístit dovnitř více aktivních materiálů, které ukládají energii. Uvidíte, že typické články 18650 mají kapacitu od přibližně 2000 mAh do 3500 mAh (mAh je zkratka pro miliampérhodinu, jednotku nabíjecí kapacity). Naproti tomu články 21700 mají často kapacitu od 3000 mAh do 5000 mAh nebo i více. Tento bod je důležitý: jedna baterie 21700 obvykle dokáže uložit výrazně více energie než jedna baterie 18650.
3. Výstupní výkon (kolik proudu mohou dodat)
Větší velikost baterie 21700 také pomáhá s výstupním výkonem. Vnitřní části, které vedou proud, jsou větší a konstrukce článku často zvládá vyšší rychlosti vybíjení. To znamená, že článek 21700 může často dodat zařízení více energie, když ho potřebuje, například když elektrické nářadí pracuje ve velkém nasazení nebo elektromobil rychle akceleruje. Zároveň dokáže často udržet vyšší napětí při zátěži ve srovnání s podobnou baterií 18650. Benchmarkový test ukazuje tuto energetickou výhodu v náročných aplikacích.
4. Hustota energie
To se týká množství energie uložené na jednotku objemu nebo hmotnosti. Protože je články 21700 větší, mají lepší poměr aktivního materiálu k obalovému materiálu (kovové pouzdro, bezpečnostní prvky atd.). To znamená, že články 21700 obecně dosahují vyšších hustota energie (energie na objem nebo hmotnost) než články 18650. Získáte více energie za zhruba stejné množství materiálu a režijní náklady na balení na článek. Při navrhování lehkých a odolných přenosných zařízení nebo elektromobilů se počítá vše.
5. Stát
Na článek je baterie 21700 často o něco dražší než 18650. Protože však jedna baterie 21700 dokáže z hlediska celkové energie nahradit asi 1.5 nebo 2 menší články 18650, náklady... za watthodinu (Wh) V některých případech může být u článků 21700 uložená energie ve skutečnosti nižší.
Proč se objevil model 21700?
Vývoj a široké přijetí rozměru 21700 se nestalo jen proto, že někdo chtěl nový rozměr. Bylo to z velké části způsobeno potřebami nových technologií, zejména elektromobilů. Společnosti vyrábějící elektromobily potřebovaly více energie a výkonu ze svých bateriových sad, aby vozům poskytly delší dojezd a lepší výkon.
Použití článků 18650 znamenalo výrobu velmi velkých bateriových sad s tisíci článků. Přechodem na o něco větší článek, jako je 21700, který pojme více energie na článek a nabízí vyšší výkon, mohli vyrábět baterie s... méně buňky, aby získaly stejné nebo Více celková energie a výkon.
Méně článků znamená jednodušší zapojení, méně spojů a potenciálně snadnější výrobu a tepelný management pro celý akumulátor. To umožnilo konstruktérům myslet nekonvenčně, mimo rámec standardních baterií 18650 a odemknout nové možnosti v oblasti designu a výkonu bateriových bloků. Snaha o delší dojezd a rychlejší nabíjení elektromobilů byla významnou příčinou přechodu na větší formáty, jako je 21700.
Aplikace: Kde se používají?
Uvidíte baterie typu 18650 i 21700, které napájejí širokou škálu zařízení.
18650
Stále se hojně používá v zařízeních, jako jsou baterie pro notebooky (i když méně běžné u novějších, elegantnějších modelů), powerbanky, mnoho LED svítilen, přenosné ventilátory, vaporizéry a starší modely elektromobilů. Je to vyspělá technologie s širokou škálou dodavatelů. Společnosti vyrábějící desky plošných spojů a desky plošných spojů navrhují produkty, které vyžadují střední výkon a energii, a již dlouho používají baterie 18650.
21700
Stále častěji se vyskytují v novějších elektromobilech (Tesla byla jedním z prvních, kteří je ve velkém měřítku přijali), vysoce výkonném akumulátorovém elektrickém nářadí, novějších a výkonnějších LED svítilnách, některých elektrokolech a domácích systémech pro ukládání energie. Jsou navrhovány do nových prototypů pro zařízení, která potřebují dodatečné zvýšení energie nebo výkonu bez obrovského nárůstu velikosti.
Zákazníci mají naprostou pravdu, když si myslí, že výdrž baterie a výkon jsou klíčové vlastnosti. Přechod na 21700 u mnoha produktů přímo reaguje na poptávku zákazníků po delší výdrži baterie a větším výkonu.
Kompatibilita a návrh systému
Je velmi důležité si uvědomit, že baterie typu 21700 se nevejde do zařízení určeného pro baterii typu 18650 a naopak. Jejich fyzické rozměry se liší. Držáky baterií, nabíjecí kolébky a vnitřní uspořádání zařízení jsou vyrobeny speciálně pro jednu nebo druhou velikost.
Když designéři vytvářejí nový produkt, zkoumají požadavky na výkon a energii. Zohledňují také dostupný prostor a cílové náklady. Na základě těchto faktorů volí, která velikost článků dává největší smysl. Například malé, tenké zařízení by mohlo zvolit menší, méně výkonné články nebo dokonce ploché baterie sáčkového typu.
Velké elektrické nářadí nebo elektromobil se bude zaměřovat na články 18650 nebo 21700 (nebo i větší), aby poskytly co nejvíce energie a výkonu. Výběr správné velikosti a typu článků je klíčovou součástí návrhu pro vyrobitelnost (DFM) u bateriově napájených produktů. Je třeba najít rovnováhu mezi výkonem, velikostí, cenou a snadnou montáží.
Který je lepší?
Ani jedna velikost baterie není univerzálně „lepší“. Záleží jen na tom, k čemu ji potřebujete.
Pokud potřebujete co nejmenší zařízení a střední výkon/energii, může být stále tou správnou volbou baterie 18650, nebo i menší články. Jen proto, že je 21700 novější a má větší kapacitu, neznamená to, že je vždy tou nejlepší volbou.
Pokud potřebujete maximální množství energie a výkonu v relativně kompaktním válcovém provedení, často vítězí model 21700. Nabízí krok ve výkonu.
Při výběru nebo porovnávání se zaměřte na požadavky aplikace. Projděte si specifikace jednotlivých bateriových článků (kapacita, maximální vybíjecí proud, napětí, životnost) a porovnejte je s potřebami vašeho zařízení. Při hledání různých možností článků buďte trpěliví; specifikace se mohou lišit i v rámci stejné velikosti.
Závěr
Základní myšlenkou je tedy, že 18650 a 21700 jsou dvě běžné velikosti lithium-iontových bateriových článků. 21700 je o něco větší než 18650. Tato větší velikost znamená, že 21700 obecně nabízí vyšší kapacitu a dokáže dodat více energie. Baterie 18650 uvidíte v mnoha starších a menších zařízeních, zatímco 21700 se stále častěji nacházejí ve vysoce žádaných aplikacích, jako jsou elektromobily a elektrické nářadí. Výběr mezi nimi zahrnuje vyvážení potřeb energie, výkonu, velikosti a ceny.
